Сразу две научные группы, представляющие США и Францию, получили методом рентгеновской дифракционной микроскопии высококачественные изображения клеток, охлажденных до –170 ˚C.

Максимальное разрешение оптической микроскопии зависит от длины волны используемого света и измеряется сотнями нанометров; рассмотреть детали строения клеток таким способом невозможно. Разрешение электронных микроскопов доходит до 3–5 нм, однако с их помощью нельзя изучать биологические образцы значительной толщины.

Рентгеновская дифракционная микроскопия позволяет «просвечивать» клетки насквозь и предлагает разрешение до 10 нм. При проведении исследований таким методом ПЗС-датчик фиксирует дифракционную картину, которая получается в результате облучения образца, а специальная компьютерная программа на основании этих данных реконструирует изображение. К сожалению, рентгеновское излучение оказывает разрушительное воздействие на клетки; для того чтобы обойти это препятствие, специалисты использовали лиофилизированные (замороженные и высушенные в вакуумной камере) экземпляры. Разумеется, такие образцы уже не могут полностью соответствовать живым клеткам.

Авторы рассматриваемых работ отказались от этого способа и в своих экспериментах быстро замораживали образцы, помещая их в жидкий этан. Американские ученые использовали мягкое рентгеновское излучение с энергией фотонов в 520 эВ для получения изображений дрожжевых клеток; их европейские коллеги подняли энергию излучения до 8 кэВ и исследовали клетки бактерий Deinococcus radiodurans, которые известны своей высокой радиационной устойчивостью. В обоих случаях были достигнуты разрешения 25–50 нм.

Такая технология прекрасно подходит для создания трехмерных изображений: поскольку замороженная клетка выдерживает длительное радиационное воздействие, ее можно постепенно поворачивать и «снимать» с разных углов. Ученые уже приступили к разработке автоматизированной системы, которая, как предполагается, будет генерировать трехмерное изображение исследуемого объекта за несколько минут.