Цивилизация
Физикам впервые удалось заставить живую клетку вести себя как маломощный лазер. Статья об этом опубликована в журнале Nature Photonics.
Вначале с помощью генной инженерии была получена клетка, которая способна вырабатывать флуоресцентный белок, впервые полученный из светящихся медуз. Затем, закачивая в такие клетки слабый голубой свет, ученые смогли заставить их излучать когерентный лазерный луч зеленого цвета. Эти исследования могут найти применение в методах лечения, использующих световую терапию, а также в повышении качества микроскопического изображения.
Лазер — это устройство, преобразующее энергию накачки (световую, электрическую, тепловую, химическую и др.) в энергию когерентного, монохроматического, поляризованного и узконаправленного потока излучения. Чаще всего лазеры, встречающиеся в быту, являются твердотельными, в них для генерации светового пучка используются специально созданные материалы с особыми оптическими свойствами - таковы проигрыватели компакт- и видеодисков, всевозможные сканеры и сотни других устройств.
Эксперименты, осуществленные сотрудниками Центра фотомедицины Уэллмана в университетской больнице американского штата Массачусетс, впервые показали, что живой организм способен вырабатывать лазерное излучение. Малте Гэтер и Сеук Хюн Юн воспользовались зеленым флуоресцентным белком в качестве среды усиления, которая присутствует в любом лазере. Зеленый флуоресцентный белок (англ. greenfluorescentprotein, GFP) — белок, выделенный из медузы Aequorea victoria, который флуоресцирует в зеленом диапазоне при освещении его синим светом. В настоящее время ген белка широко используется в качестве светящейся метки в клеточной и молекулярной биологии для изучения экспрессии клеточных белков.
Исследователям удалось получить клетки, производящие GFP, из культуры тканей человеческой почки с помощью методов генной инженерии Эти новые клетки затем помещались между двумя крошечными зеркалами, разделенными на расстояние всего 20 микронов друг от друга, где производилась их накачка синим светом. После этого они начинали излучать слабый синий свет со всеми характеристиками лазерного излучения. При этом клетки сохраняли жизнеспособность в течение всего процесса. В интервью, которое сопровождает журнальную публикацию, авторы указывают, что живая система из таких клеток является регенерирующимся лазером; если молекулы флуоресцентного белка гибнут, клетки вырабатывают новые.
«В области клеточной фотографии этот метод дает возможность наблюдать внутриклеточные процессы с беспрецедентной четкостью и чувствительностью», — отмечают ученые.
«Обычно медики, применяющие методы световой терапии, ищут способа доставки лазерного излучения от внешнего источника глубоко в ткань. Теперь мы можем подойти к решению этой проблемы иным образом - мы способны усиливать свет в самой ткани», — приводит BBC слова исследователей.
