ИОФ РАН
17 июня 2023
21 июня 2023 г. в 13:00 на семинаре "Актуальная физика" ИОФ РАН с приглашённым докладом "Просвечивающая электронная и атомно-силовая микроскопия в исследованиях внеклеточных везикул" выступит кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник МГУ Дмитрий Владимирович Багров.
Дмитрий Владимирович Багров - ведущий научный сотрудник кафедры биоинженерии биологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова, кандидат физико-математических наук, автор более 100 научных статей, составитель и преподаватель курсов по обработке данных. Специалист по микроскопии
высокого разрешения и исследованию свойств наноматериалов.
высокого разрешения и исследованию свойств наноматериалов.
Методы микроскопии высокого разрешения являются незаменимыми инструментами в биофизике и нанотехнологии. В докладе рассмотрены особенности их применения для исследования внеклеточных везикул – микроскопических частиц, окруженных липидным бислоем, которые секретируются клетками во внеклеточное пространство. Эти частицы привлекают внимание исследователей в связи с их диагностическим потенциалом – специфические изменения их состава могут свидетельствовать о различных заболеваниях. Методы микроскопии высокого разрешения и, прежде всего, просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), необходимы в исследованиях везикул, поскольку они позволяют охарактеризовать их морфологию, измерить размер, и оценить их чистоту.
Самый популярный метод визуализации внеклеточных везикул – это ПЭМ с контрастированием солями тяжелых металлов, прежде всего, ацетатом уранила. При его использовании внеклеточные везикулы вне зависимости от их происхождения имеют морфологию «сдутых мячиков» (cup-shaped morphology), которая позволяет отличить их от примесных частиц. Нами была создан веб-сервис ScanEV (www.bioeng.ru/scanev), основанный на нейросети Mask R-CNN, который автоматически находит на изображениях объекты, имеющие соответствующую морфологию; он автоматизирует и радикально ускоряет обработку изображений. Оригинальный метод корреляционной микроскопии, совмещающий ПЭМ и атомно-силовую микроскопию, позволил установить, что эта морфология обычно является результатом обработки образца ацетатом уранила, а не только результатом деформации везикул при их адсорбции на подложку и высушивании.
Наиболее полную информацию о структуре внеклеточных везикул позволяет получить крио-ПЭМ. При ее использовании образцы быстро замораживают в жидком этане и исследуют непосредственно во льду, это позволяет наблюдать исследуемые объекты в их нативном состоянии. Первые эксперименты, выполненные методом крио-ПЭМ, показали, что вопреки классическим представлениям примерно 20% частиц имеют не одну мембрану, а две или более.
Методы, описанные в докладе, используются при разработке новых диагностических систем, основанных на анализе состава внеклеточных везикул.
Самый популярный метод визуализации внеклеточных везикул – это ПЭМ с контрастированием солями тяжелых металлов, прежде всего, ацетатом уранила. При его использовании внеклеточные везикулы вне зависимости от их происхождения имеют морфологию «сдутых мячиков» (cup-shaped morphology), которая позволяет отличить их от примесных частиц. Нами была создан веб-сервис ScanEV (www.bioeng.ru/scanev), основанный на нейросети Mask R-CNN, который автоматически находит на изображениях объекты, имеющие соответствующую морфологию; он автоматизирует и радикально ускоряет обработку изображений. Оригинальный метод корреляционной микроскопии, совмещающий ПЭМ и атомно-силовую микроскопию, позволил установить, что эта морфология обычно является результатом обработки образца ацетатом уранила, а не только результатом деформации везикул при их адсорбции на подложку и высушивании.
Наиболее полную информацию о структуре внеклеточных везикул позволяет получить крио-ПЭМ. При ее использовании образцы быстро замораживают в жидком этане и исследуют непосредственно во льду, это позволяет наблюдать исследуемые объекты в их нативном состоянии. Первые эксперименты, выполненные методом крио-ПЭМ, показали, что вопреки классическим представлениям примерно 20% частиц имеют не одну мембрану, а две или более.
Методы, описанные в докладе, используются при разработке новых диагностических систем, основанных на анализе состава внеклеточных везикул.
Семинар ИОФ РАН "Актуальная физика" № 9 состоится 21 июня 2023 г. в 13:00 в ИОФ РАН (г. Москва, ул. Вавилова, корп. 1, конференц-зал). Семинар проходит в смешанном формате.
Руководитель семинара: Демишев Сергей Васильевич, д.ф.-м.н., профессор, руководитель научного направления «Квантовые материалы, технологии и фотоника».
Секретарь семинара: Николаева Гульнара Юрьевна, к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник.
По вопросам участия в онлайн формате обращаться к секретарю семинара Николаевой Гульнаре Юрьевне по электронной почте: nikolaeva@kapella.gpi.ru до 12:30 21.06.2023.
Руководитель семинара: Демишев Сергей Васильевич, д.ф.-м.н., профессор, руководитель научного направления «Квантовые материалы, технологии и фотоника».
Секретарь семинара: Николаева Гульнара Юрьевна, к.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник.
По вопросам участия в онлайн формате обращаться к секретарю семинара Николаевой Гульнаре Юрьевне по электронной почте: nikolaeva@kapella.gpi.ru до 12:30 21.06.2023.