ابداع روش میکروسکوپی جدید برای بررسی پلانکتون ها

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، روش جدیدی که توسط دانشمندان EMBL ابداع شده است می تواند به ما کمک کند تا گونه های پلانکتون را در نمونه های مزرعه ای با سرعت، دقت و وضوح بیشتر از همیشه شناسایی و بررسی کنیم.

پلانکتون ها عمدتاً ارگانیسم های تک سلولی هستند که میلیاردها نفر از آنها در اقیانوس های جهان حرکت می کنند. پلانکتون های فتوسنتز کننده مقدار زیادی از اکسیژن را که تنفس می کنیم تولید می کند و CO2 را از جو در این فرآیند تثبیت می کند. پلانکتون همچنین پایه هرم غذایی اقیانوس را تشکیل می دهد و شبکه های غذایی پیچیده اقیانوس را حفظ می کند.

تعداد بیش از حد پلانکتون در برخی از شکوفه های سمی toxic blooms نیز می تواند مضر باشد و اکوسیستم های اقیانوسی را ویران کند. با توجه به وزن پایداری که این شناورهای میکروسکوپی دارند، و تعادل ظریف پویایی جمعیت آنها، تعجب آور است که چقدر کمی از آنها می دانیم.

یک تیم تحقیقاتی به رهبری پائولو رونچی و یانیک شواب از EMBL هایدلبرگ اخیراً روشی را توسعه داده اند که می تواند به ما در شناسایی و مطالعه دقیق این موجودات در طبیعت کمک کند. با انجماد نمونه ها در فشارهای بالا در نزدیکی اقیانوس، و سپس با استفاده از ترکیبی از میکروسکوپ نوری و الکترونی، آنها نشان می دهند که چگونه می توانیم پلانکتون های جمع آوری شده در میدان را در حالت طبیعی خود بررسی کنیم.

نمونه های اقیانوسی معمولاً شامل صدها گونه هستند که فقط تعداد کمی از آنها در آزمایشگاه زنده می مانند. در روش جدید، محققان پس از آماده سازی نمونه های میدانی به روشی بهینه سازی شده برای میکروسکوپ نوری و الکترونی، ابتدا نوری با طول موج های مختلف به آن می تابانند تا سلول های فلورسنت را از طریق میکروسکوپ کانفوکال آشکار کنند. این یک نمای کلی از تنوع سلول ها در مجموعه آنها می دهد.

هنگامی که محققان سلول مورد نظر را پیدا کردند، با ابزارهای قدرتمندتر اما وقت گیرتر مانند میکروسکوپ الکترونی حجمی وارد عمل می شوند. این ساختار سه بعدی ارگانیسم را نشان می دهد و به محققان اجازه می دهد نمونه را به درستی شناسایی کرده و مشاهدات بیولوژیکی جدیدی انجام دهند. این روش که targeted volume correlative light and electron microscopy (vCLEM) نامیده می شود، یک گام بزرگ به جلو در توانایی ما برای مطالعه فراساختار پلانکتون ها و دیگر موجودات تک سلولی است.

جزئیات ظریف فیتوپلانکتون Ensiculifera tyrrhenica با این روش آشکار شده است، از جمله پوشش محافظ آنها، به نام theca (بنفش فلزی)، میتوکندری های تولید کننده انرژی (سبز)، کلروپلاست های فتوسنتز کننده (قرمز)، هسته (آبی) ایستگاه مرتب سازی پروتئین به نام کمپلکس گلژی (زرد)، اندامک های ترشحی به نام موکوسیست (نارنجی) و اندامک های دفاعی به نام تریکوسیست (صورتی و سرخابی).

محققان قصد دارند این تکنیک را برای نمونه هایی از اکسپدیشن TREC که هدف آن مستندسازی تنوع زیستی در امتداد خط ساحلی اروپا و همچنین تعامل آن با محیط است، به کار گیرند.

آزمایشگاه سیار پیشرفته (AML) که از این اکسپدیشن پشتیبانی می کند، مجهز به فریزر فشار بالا و سایر فناوری های پیشرفته است که به تمرکز زندگی در امتداد ساحل کمک می کند.

Yannick Schwab، رهبر تیم و رئیس EMCF گفت: گرفتن نمونه های میدانی در چنین حالت تازه ای نیاز به نزدیکی بین دستگاه و نمونه دارد. AML این امکان را فراهم می کند.