Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
Фундаментальная наука дает обширные побеги в виде вполне прикладных теорий и практик. Например, биоискусственные органы, которые могут значительно улучшить жизнь человека. Сегодня в Национальном исследовательском центре (НИЦ) "Курчатовский институт" над этим и другими подобными проектами работает целый комплекс нано-, биоинформационных, когнитивных и социо (НБИКС) – природоподобных технологий.Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
По сути этот полимер представляет собой синтетический каркас, на который, как виноградная лоза на решетку, цепляются новые клетки, взятые от самого пациента. Они делятся и постепенно "прорастают" в объеме всего каркаса, который через некоторое время начинает разлагаться. В итоге примерно в то время, когда клетки достаточно окрепнут, чтобы сформировать устойчивую структуру, от полимера не останется и следа. И человек получит не просто имплант, а по сути свой восстановленный орган с памятью уникальной архитектуры прежнего, на основе своих же клеток!Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
Конечно, занимаются тут не только этим – в кабинетах можно встретить самых разных специалистов. Кто-то исследует полупроводники, микроэлектронику, взаимодействие лекарств с белками. Здесь работают даже археологи и музейные специалисты, которые, взаимодействуя с сотрудниками "Курчатовского института", определяют точный возраст и состав монеты с раскопок или сравнивают микроструктуру цветных стекол, произведенных в середине XVIII века на первом художественно-промышленном предприятии России, с современными аналогами.Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
Чтобы разглядеть клетку на уровне белков, ее нужно правильно подготовить. А точнее, правильно заморозить. Просто подержать в холодильнике недостаточно, ведь тогда белки будут портиться и погибать. Поэтому ученые придумали хитрую систему: в специальную чашку наливают жидкий азот, а в середине оставляют свободное место, в котором концентрируют этан. Он замораживает буквально за считанные доли секунды. Так быстро, что лед даже не успевает сформироваться в привычные кристаллы.Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
Сам белок, кстати, даже не успевает понять, что его заморозили, поэтому не погибает и остается в своем естественном состоянии. Препарированную клетку наносят на тонкую сеточку, в диаметре она составляет всего три миллиметра, а ячейки в ней размером 20х20 микрон. Или около того… в общем, очень маленькие. Ее нужно зажать в пинцете и поместить в специальный аппарат, который и производит все эти действия. Кстати, установка уникальная, а ее разработчик в этом году получил Нобелевскую премию.Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
Потом сеточки с замороженными образцами помещают в специальный патронташ и отправляют, собственно, на фотосессию. Забудьте про классические микроскопы и пробирки – сегодня ученые работают на сложных компьютеризированных комплексах. А микроскопы, позволяющие заглянуть в самую суть вещества, больше напоминают внешним видом помесь холодильника и кофемашины.Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
Полимеры можно рассмотреть на сканирующем электронно-ионном микроскопе Helios Nanolab 600i. Загружаем образец, запускаем сканирование – и через некоторое время перед нами предстает структура синтетического полимера, который заселяют стволовыми клетками. Он, как коллагеновые волокна, на которые крепятся клетки естественного эпителия человека.Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
Но с этим образцом все хорошо. Итак, основание достаточно качественное, а что же сами клетки? Их мы будем рассматривать с помощью просвечивающего электронного криомикроскопа Titan Krios 60-300. Это огромный трехметровый шкаф, который занимает целую комнату! Вероятно, это самый большой микроскоп! Сам аппарат находится внутри, а то, что мы видим снаружи, – кожух, защищающий его от любых внешних факторов, которые могут вызвать помехи и сказаться на качестве снимков.Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
С органикой работать сложнее, но аппарат способен не только фотографировать. В нем встроена криокамера, где образцы могут храниться какое-то время. Установка потребляет 30 литров жидкого азота в сутки! Его автоматически подают по специальному рукаву. Это очень кстати, потому что часто бывает так: отсняли все, потратили несколько часов, а часть снимков или даже все совершенно не подходят. Тогда приходится повторять процедуру заново – но не нужно готовить новый образец, можно продолжить работу со старым.Фото: портал Москва 24/Антон Великжанин
На съемку может уйти целый день или даже не один! Результат всех усилий – трехмерная модель белка, на которой видны все атомы и субатомные элементы. Ученый может рассмотреть ее со всех сторон, понять, как она устроена. И даже проследить, как она развивается. Клетка эпителия, которую разглядывали мы, вполне жизнеспособна – она радостно тянет отросток и хочет закрепиться в новом "жилище". Что ж, этот орган наверняка пройдет контроль качества. И, вероятно, будет долгие годы служить своему хозяину.Читайте также