Unikátní detektor elektronů, představený před půlrokem v Brně, si připsal první významný objev. Brněnský tým díky němu zobrazil vířníky z druhového komplexu Brachionus calyciflorus v jejich přirozeném vlhkém prostředí, a získal tak v tomto směru celosvětové prvenství. Detektor navíc vědcům pomohl objevit doposud neznámé druhy těchto drobných, pouhým okem neviditelných organismů.

Vysoce citlivý detektor elektronů pro environmentální rastrovací elektronový mikroskop (EREM), vyvinutý brněnským týmem pod vedením doktora Viléma Neděly, umožňuje vědcům zkoumat i velice choulostivé vzorky v přirozeném stavu. Tým ze skupiny Environmentální elektronové mikroskopie Ústavu přístrojové techniky (ÚPT) AV ČR na jeho vývoji, završeném letos na jaře, pracoval více než deset let.

Vzorky z Řecka, Finska či Nizozemí

Při výzkumu vířníků použil tým Viléma Neděly kombinaci unikátní nízkoteplotní metody a speciálního detektoru elektronů. „Vířníci jsou průhlední živočichové, lidským okem nepostřehnutelní. Ve vodě se rychle pohybují a vidět je lze pouze mikroskopem. Pomocí nového detektoru elektronů se nám je podařilo zobrazit bez jakýchkoliv úprav zcela nepoškozené, což bylo až do současné doby nerealizovatelné,“ uvedl Neděla. „Tito živočichové jsou dobře známí. Jsou dokonce modelovým organismem, a přesto se pomocí metody zvané reverzní taxonomie podařilo objevit další skryté druhy. Výzkum vedl světově uznávaný odborník na vodní živočichy a biodiverzitu Steven A. J. Declerck. Spolupracovali jsme s mezinárodním týmem vědců z Řecka, Finska a Nizozemí. Právě z těchto zemí nám posílali vzorky a my měli jen několik málo hodin na to, abychom tyto živé organismy dokázali zobrazit,“ poznamenal Neděla a dodal, že zprávu o nových druzích těchto živočichů nedávno zveřejnil prestižní víceoborový vědecký časopis PlosOne.

Detailní pohled na jednoho z mikroskopických vířníků

Vířníci (Rotifera) obývají převážně vodní prostředí, ale patří mezi ně i druhy, které se vyskytují v mechu či půdě. Popsáno je zatím asi dva tisíce druhů vířníků, mnoho druhů včetně běžných obyvatel českých rybníků však zahrnuje doposud nerozlišitelné, a proto zatím nepopsané varianty. Pro člověka mají vířníci pouze nepřímý význam, díky vysoké schopnosti reprodukce ovšem tvoří důležitou součást potravních sítí a významnou roli hrají i v přirozeném samočištění vod.

Detektor pomáhá při vývoji léčiv a vakcín

Dosavadní zkoumání podobných organismů komplikovala skutečnost, že často žijí ve vodě a samy obsahují velké množství vody. Při použití klasického rastrovacího elektronového mikroskopu bylo třeba vzorky odvodnit nebo zmrazit a studovat je v mrtvé, často deformované podobě. Brněnský environmentální mikroskop, vybavený novým detektorem elektronů, oproti tomu vzorky nijak neznehodnotí, organismy dokonce mohou často zůstat živé, ve svém přirozeném stavu.

„Již nyní pracujeme na dalším výzkumu v oblasti rostlinné i živočišné biologie, podílíme se na vývoji nových léčiv a vakcín. Zkoumáme také například led a chemické procesy v něm. Zaměřujeme se i na potravinářský průmysl a výzkum polymerů,“ shrnul přínos špičkového elektronového mikroskopu a nových metod pro mezioborový výzkum Vilém Neděla.

Související články:

Inovace pro všechny výrobce elektronových mikroskopů na světě

Rastrovací mikroskopy a vlastnosti nanostruktur

Nové možnosti superrozlišovací mikroskopie

Připravil: Milan Pohl, Odbor mediální komunikace Kanceláře AV ČR, na základě tiskových zpráv Ústavu přístrojové techniky AV ČR
Foto: Ústav přístrojové techniky AV ČR