Водните мечки са известни с невероятната си издръжливост. На снимката - водно мече (тип Tardigrada), снимано със сканиращ електронен микроскоп. Снимка: Боб Голдщайн и Вики Мадън
Разглеждането на проби с електронен микроскоп се прави в условия, като вакуум, които обикновено са убийствени за живите организми.
Но японски учени установиха, че електроните, използвани за получаване на образа, които обикновено биха изгорили необработени със смола проби, могат да се използват за защита на организмите.
Оказва се, че лъчат на сканиращия електронен микроскоп може да превърне тънкия покривен слой, естествено появяващ се върху ларвите на някои насекоми, в миниатюрен „скафандър“, който позволява на животните да издържат във вакуум до час.
Откритието е възникнало вследствие на предишни изследвания, показващи как някои организми, като кърлежите и ларвите на някои бръмбари – издържат за кратко в условията на изключително ниско налягане в електронните микроскопи, и дори, в случая с водните мечки (тип Тардиграда) – в открития космос.
Учените изследвали колко дълго оцеляват различни организми във вакуум, комбиниран с лъч от електрони, по време на получаването на образи със сканиращ електронен микроскоп. Повечето организми, поставени в такива условия, загубват вода рязко и умират от дехидрация, което води и до физическо изкривяване. Но ларвите на плодната муха Drosophilla оцелели 60 минути, след което, при връщане в нормални условия, продължили развитието си по нормален начин.
Кутикулите на тези ларви са естествено покрити с материал, изграден от биологични молекули (белтъци и др.). Изследователите предположили, че под лъч от електрони тези молекули се свързват в дълги полимери, образувайки гъвкав защитен слой, дебел само 50-100 нанометра. Същият ефект се наблюдава и при други насекоми във вакуум, облъчени с плазма лъчи, които имат подобен на електронните лъчи ефект.
Екипът създал изкуствена версия на това покритие и я приложил на организми, които нямат такова покритие в естествени условия – включително и на плосък червей. При облъчване с плазма, покритието образувало същия нано-скафандър.
Робърт Синклер от Университета Станфорд отбелязва, че при този процес е възможно да се получават допълнителни промени в организмите. Също така, по време на изследването засега са ползвани само малки увеличения (по-слаб лъч) на електронния микроскоп.
Ако издържи на допълнителни тестове, техниката би могла да промени начина, по който се гледат организми с електронни микроскопи.
А японският екип вече има и по-амбициозни цели – учените се надяват да успеят да използват подхода, за да изпращат дребни животинки с нано-костюми в открития космос. Вече са имали известен успех с изграждането на нано-костюм за дребни рибки.
Изследването, проведено от Такахико Харияма, биолог в Департамента по медицина на Университета Хамамацу в Япония и неговите колеги, е описано в сп. PNAS.
Публикувано с разрешението на Macmillan Publishers Ltd: [NATURE] (Nano-suit shields bugs in the void), Katherine Harmon (2013)
