Fotografiranje notranjosti živih celic je zahtevno opravilo. Molekule hitro švigajo sem in tja, receptorji svoje delo opravijo v milisekundah, medtem ko mehurčkasti vezikli beljakovine prepeljejo v sekundah. Izid je razmazanost, tako kot če bi nevešč fotograf poskušal ujeti mimo drvečega kolesarja.

Kolektivno gibanje molekul v živi celici sicer lahko opazujemo, a z določeno ceno: njihov položaj je skoraj nemogoče določiti, so pojasnili na inštitutu Maxa Plancka v Dortmundu. Zagato primerjajo z načelom nedoločenosti v kvantni fiziki, ki pravi, da je nemogoče obenem poznati in lego in gibalno količino nekega podatomskega delca.

Tehnika, ki omogoča oboje
Obenem so v sporočilu za javnost zatrdili, da jim je uspelo razviti tehniko, ki težavo do neke mere obide in tako ponuja boljši vpogled v osnovno opeko živega bitja. Tehnika omogoča določitev točne lokacije posamezne (opazovane) molekule znotraj celice, obenem pa še ugotovitev, kaj ta počne, kaj je namenjena in v kakšni interakciji je z okolico.

Nadgradili so že dolgo uporabljano fluorescenčno mikroskopijo. To je tehnika, ki se ne koristi za gledanje celotne vsebine celice, temveč opazovanje usmeri le na želene delce s pomočjo učinka fluorescence.
Ko namreč molekule osvetlijo z določeno valovno dolžino svetlobe, te fluorescencirajo, podobno kot denimo človeški zobje pod diskolučmi. Fluorescentni mikroskop se lahko prilagodi tako, da pokaže zgolj fluorescencirajoče molekule in ignorira preostalo.

Zamrznjeni kolesar
Na inštitutu Maxa Plancka so "kolesarja" zamrznili. Razvili so protokol, ki celično življenje nadzorovano in neškodljivo pripelje na temperature pod nič stopinj Celzija. Tako lahko nanometrske molekule, denimo proteine, zamrznejo, jih večkrat posnamejo in nato odmrznejo, one pa živijo dalje.
Zaščitijo jih z vnosom določene substance v postopku zamrzovanja, med odmrzovanjem pa to snov odstranjujejo. Postopek so večkrat ponovili in tako dobili sosledje gibanja molekul, so sporočili iz Dortmunda.

Ujeli pa niso zgolj njihovih položajev, temveč tudi dejavnost in interakcijo posameznih proteinskih molekul. Našli so denimo določene receptorje, torej proteine na zunanji membrani celice, odgovorne za vnos snovi vanjo, in videli, kako so se zbrali v grupacije na celični površini.

"Življenje se nenehno giblje naproti samoohranitvi, zato ga je nemogoče popolnoma natančno posneti. Ne glede na to ga je vsaj deloma mogoče ujeti s pomočjo našega postopka reverzibilne zamrznitve. Na neki način smo ukanili biološko načelo nedoločenosti," je ob tem izjavil Philippe Bastiaens, vodja oddelka za sistemsko biologijo celice na inštitutu.
Raziskava je objavljena v znanstveni publikaciji Nature Methods.
Za področje fluorescenčne mikroskopije so leta 2014 podelili Nobelovo nagrado.

Neizogibna smrt
Celice so tudi poprej ustavili z vnosom kemikalij, a zanje je bil postopek usoden. Manj kot sto nanometrov velike strukture se lahko opazuje pod elektronskim mikroskopom ali z rentgensko svetlobo, a tudi v tem primeru celice umrejo.