Superrezoluční mikroskopie v biologii

Prolomení rozlišovacího limitu světelné mikroskopie (Vesmír 94, 168, 2015/3) přineslo další technologickou revoluci do biologického výzkumu. V živých systémech probíhá mnoho zajímavých dějů pod úrovní difrakcí limitovaného rozlišení 200 nm, přičemž tato oblast byla donedávna hájemstvím elektronové mikroskopie (a nověji i mikroskopie atomárních sil – AFM). Tento nově zviditelněný detailní svět organel a molekul je asi nejzajímavější pro pochopení molekulárních mechanismů zodpovědných za udržování komplexnosti živých soustav.

Překvapivý pokrok mikroskopických technik, a to hned na několika frontách současně, dovolil biologům nahlédnout do ultrastruktury buněk s využitím spektrálních možností viditelného světla, a to s rozlišením, které se již blíží k jednotkám nanometrů. Proč je to tak důležité? Biologové studují množství objektů, které se svou velikostí blíží původní limitě (např. viry nebo bakterie) a s použitím klasických technik světelné mikroskopie v podstatě nic zásadního nevidí. Při studiu eukaryotických buněk, které jsou zpravidla mnohem větší, jsme mohli studovat spoustu podrobností, ale i tak klíčové molekulární komplexy, substruktura membránových organel, uspořádání cytoskeletálních sítí nebo mezibuněčných propojení byla pod rozlišovací schopností klasických světelných mikroskopů. Elektronová mikroskopie je sice schopna tyto struktury zobrazit, ale pouze u fixovaných, nikoli živých preparátů, a to za cenu velmi komplikované přípravy vzorků.