microbeПроблемы особо опасных инфекцийProblems of Particularly Dangerous Infections0370-10692658-719XRussian Research Anti-Plague Institute “Microbe”10.21055/0370-1069-2012-2(112)-29-34microbe-790Research ArticleМИКРОБИОЛОГИЯMICROBIOLOGYСовременные возможности изучения трехмерной (3D) ультратонкой структуры и визуализации микроорганизмовModern Technologies for Examination of Three-Dimensional (3-D) Ultra-Fine Structure and Visualization of MicroorganismsКонновН. П.KonnovN. P.rusrapi@microbe.ruВолковЮ. П.VolkovYu. P.rusrapi@microbe.ruКузнецовО. С.KuznetsovO. S.rusrapi@microbe.ruРоссийский научно-исследовательский противочумный институт «Микроб»РоссияRussian Research Anti-Plague Institute MicrobeRussian Federation20122004201202(112)2934Copyright © Коннов Н.П., Волков Ю.П., Кузнецов О.С., 20122012Коннов Н.П., Волков Ю.П., Кузнецов О.С.Konnov N.P., Volkov Y.P., Kuznetsov O.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journal.microbe.ru/jour/article/view/790

Представлен обобщенный обзор литературных данных по современным приборным подходам изучения пространственной (3D) субмикроскопической организации биологических объектов с высоким пространственным разрешением. Возможности приборной визуализации и анализа трехмерного биообъекта в значительной мере способствуют более полной характеристике его структурно-функциональных свойств.

Outlined is a review of the literature data on the modern technologies for examination of the spatial (3-D) submicroscopic structural arrangement of biological objects with a high spatial resolution. Capacities of the instrumental visualization and analysis of a three-dimensional biological object significantly facilitate the overall characterization of its structural-functional properties.

трансмиссионнаярастровая электронная микроскопиясканирующая зондоваяконфокальная микроскопиярентгеновскаяцифровая голографическая микроскопияtransmissionraster electronic microscopyscanning probeconfocal microscopyX-raydigital holographic microscopyReferencesБайбурин В.Б., Волков Ю.П., Коннов Н.П. Многофункциональный комплекс сканирующей зондовой микроскопии и его применение. Саратов: Изд-во Сарат. ун-та; 1998. 120 с.Baiburin V.B., Volkov Yu.P., Konnov N.P. [Multifunctional Complex for Scanning Probe Microscopy and its Application]. Saratov: Izd. Sar. Univ; 1998. 120 p.Вайнштейн Б.К., Орлов С.С. К теории восстановления функций по их проекциям. Кристаллография. 1972; 17:253-6.Vainshtein B.K., Orlov S.S. [Regarding the theory of functions recov- ery based on their projections]. Kristallografiya. 1972; 17:253–6.Вайнштейн Б.К. Трехмерная электронная микроскопия биологических макромолекул. Усп. физ. наук. 1973; 109:454-40.Vainshtein B.K. [Three-dimensional electronic microscopy of bio- logical molecules]. Usp. Fiz. Nauk. 1973; 109:454–60.Вайнштейн Б.К. Электронная микроскопия атомного разрешения. Усп. физ. наук. 1987; 152:75-122.Vainshtein B.K. [Atomic-resolution electronic microscopy]. Usp. Fiz. Nauk. 1987; 152:75–122.Володин А.П. Новое в сканирующей микроскопии. Приборы и техника эксперимента. 1998; 6:3-42.Volodin A.P. [New trends in the sphere of scanning microscopy. Equipment and experimental procedure]. 1998; 6:3–42.Иваницкий Г.Р., Кринский В.И., Сельков Е.Е. Математическая биофизика клетки. М.: Наука; 1978. 309 с.Ivanitsky G.R., Krinsky V.I., Sel’kov E.E. [Mathematical Biophysics of the Cell]. M.: Nauka; 1978. 309 p.Карупу В.Я. Электронная микроскопия. Киев: Вища школа; 1984. 137 с.Karupu V.Ya. [Electronic microscopy]. Kiev; 1984. 137 p.Коннов Н.П., Волков Ю.П., Кузнецов О.С., Якименко Р.Д., Новикова О.В., Микшис Н.И. Трехмерная микроскопия бактериальных клеток с высоким пространственным разрешением. Пробл. особо опасных инф. 2002; 1(13):86-90.Konnov N.P., Volkov Yu.P., Kuznetsov O.S., Yakimenko R.D., Novikova O.V., Mikshis N.I. [Three-dimensional microscopy of bacterial cells with high spatial resolution]. Probl. Osobo. Opasn. Infek. 2002; 83:86–90.Кутырев В.В., Коннов Н.П., Волков Ю.П. Возбудитель чумы: ультраструктура и локализация в переносчике. М.: Медицина; 2007. 222 с.Kutyrev V.V., Konnov N.P., Volkov Yu.P. [Plague Agent: Ultra- Structure and Localization in the Vector]. M.: Meditsina; 2007. 222 p.Миронов А.А., Комиссарчик Я.Ю., Миронов В.А. Методы электронной микроскопии в биологии и медицине. СПб.: Наука; 1994. 400 с.Mironov A.A., Komissarchik Ya.Yu., Mironov V.A. [Methods of Electronic Microscopy in Biology and Medicine]. St. Petersburg: Nauka; 1994. 400 .Миронов В.Л. Основы сканирующей зондовой микроскопии. М.: Техносфера; 2005. 144 с.Mironov V.L. [Fundamentals of Scanning Probe Microscopy]. M.: Tekhnosfera; 2005. 144 p.Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. М.: Мир; 1984. Т. 1. 303 с.[Raster Electronic Microscopy and X-ray Microanalysis]. M.: Mir; 1984. Vol. 1. 303 p.Суслов А.А., Чижик С.А. Сканирующие зондовые микроскопы (обзор). Материалы, Технологии, Инструменты. 1997; 2(3):78-89.Suslov A.A., Chizhik S.A. [Scanning Probe Microscopes (Review)]. Materialy Tekhnol. Instrum. 1997; 2(3):78–89.Феофанов А.В. Конфокальная микроскопия в биологических исследованиях. Усп. биол. химии. 2007; 47:371-410.Feofanov A.V. [Confocal microscopy in biological investigations]. Usp. Biol. Khimii. 2007; 47:371–410.Чандлер Д., Роберсон Р. Оптическая и электронная микроскопия в медицине и биологии. М.: Интеллект; 2009. 234 с.Chandler D, Roberson R. [Visible-Light and Electronic Microscopy in Medicine and Biology]. M.: Intellekt; 2009. 234 p.Ченцов Ю.С. Введение в клеточную биологию. М.: МГУ; 2004. 495 с.Chentsov Yu.S. [Introduction to Cellular Biology]. M.: MSU; 2004. 495 p.Вaker T.S., Olson N.H., Fuller D. Adding the third dimension of virus life cycle: three-dimensional reconstruction of viruses from cryo-electron micrographs. Microbiology and molecular biology reviews. 1999; 63(4):862-922.Вaker T.S., Olson N.H., Fuller D. Adding the third dimension of virus life cycle: three-dimensional reconstruction of viruses from cryo-electron micrographs. Microbiology and molecular biology reviews. 1999; 63(4):862-922.Binnig G., Rohrer H. Scanning tunneling microscopy IBM. J. Res. Develop. 1986; 30(9):930-3.Binnig G., Rohrer H. Scanning tunneling microscopy IBM. J. Res. Develop. 1986; 30(9):930-3.Bron C., Gremillet P. 3D reconstruction by image-processing of serial section in electron microscopy. In: Kriete A., editor. Visualisation in biomedical microscopies, 3D imaging and computer applications. Weinheim: VCH Verlagsgellschaft; 1992. P. 75-104.Bron C., Gremillet P. 3D reconstruction by image-processing of serial section in electron microscopy. In: Kriete A., editor. Visualisation in biomedical microscopies, 3D imaging and computer applications. Weinheim: VCH Verlagsgellschaft; 1992. P. 75-104.Cabado R., Machado-Santelli G.M. Image Analysis and 3D Reconstruction: An Innovating Methodology in Microscopy. Acta Microscopica. 2003; 12:55-8.Cabado R., Machado-Santelli G.M. Image Analysis and 3D Reconstruction: An Innovating Methodology in Microscopy. Acta Microscopica. 2003; 12:55-8.Engel A., Schonenberger C.A., Muller D.J. High resolution imaging of native biological sample surfaces using scanning probe microscopy. Curr. Opin. Struct. Biology. 1997; 7:279-84.Engel A., Schonenberger C.A., Muller D.J. High resolution imaging of native biological sample surfaces using scanning probe microscopy. Curr. Opin. Struct. Biology. 1997; 7:279-84.Fiala J.C. Reconstruct: a free editor for serial section microscopy. J. Microscopy. 2005; 218:52-61.Fiala J.C. Reconstruct: a free editor for serial section microscopy. J. Microscopy. 2005; 218:52-61.Frank J., Radermacher M., Penczek P., Zhu J., Li Y., Ladjadj M., Leith A. SPIDER and WEB: Processing and visualization of images in 3D electron microscopy and related fields. J. Structural Biology. 1996; 116:190-9.Frank J., Radermacher M., Penczek P., Zhu J., Li Y., Ladjadj M., Leith A. SPIDER and WEB: Processing and visualization of images in 3D electron microscopy and related fields. J. Structural Biology. 1996; 116:190-9.Frank J. Three-Dimensional Electron Microscopy of Macromolecular Assemblies. San Diego: Academic Press; 1996. 340 p.Frank J. Three-Dimensional Electron Microscopy of Macromolecular Assemblies. San Diego: Academic Press; 1996. 340 p.Giessibl F. Advances in Atomic Force Microscopy. Reviews of Modern Physics. 2003; 75(3):949-83.Giessibl F. Advances in Atomic Force Microscopy. Reviews of Modern Physics. 2003; 75(3):949-83.Guehrs E., Gunther C., Konnecke R., Pfau B., Elisebitt S. Holographic soft X-ray omni-microscopy of biological specimens. Optics express. 2009; 17(8):6710-20.Guehrs E., Gunther C., Konnecke R., Pfau B., Elisebitt S. Holographic soft X-ray omni-microscopy of biological specimens. Optics express. 2009; 17(8):6710-20.Kemper B., Langehanenberg P., von Bally G. Digital Holographic Microscopy: A new Method for surface Analysis and Marker-Free Dynamic Life cell imaging. Optik & Photonik. 2007; 2(2):41-4.Kemper B., Langehanenberg P., von Bally G. Digital Holographic Microscopy: A new Method for surface Analysis and Marker-Free Dynamic Life cell imaging. Optik & Photonik. 2007; 2(2):41-4.Morris V.J., Kirby A.R., Gunning A.P. Atomic Force Microscopy for Biologists. USA: Imperial College Press; 1999. 220 р.Morris V.J., Kirby A.R., Gunning A.P. Atomic Force Microscopy for Biologists. USA: Imperial College Press; 1999. 220 р.Moss V.A. Acquisition and visualisation of serial section images. In: Kriete A., editor. Visualisation in biomedical microscopies, 3D imaging and computer applications. Weinheim: Verlagsgellschaft; 1992. P. 19-44.Moss V.A. Acquisition and visualisation of serial section images. In: Kriete A., editor. Visualisation in biomedical microscopies, 3D imaging and computer applications. Weinheim: Verlagsgellschaft; 1992. P. 19-44.Mullard A. Microscopy: Eukaryotic cell, now showing in 3D. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007; 8:272-3.Mullard A. Microscopy: Eukaryotic cell, now showing in 3D. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007; 8:272-3.Murray J.M. Confocal microscopy, deconvolution and structured illumination methods. In: Goldman R.D., Spector D.L. editors. Live cell imaging. Laboratory Manual. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2005. P. 239-79.Murray J.M. Confocal microscopy, deconvolution and structured illumination methods. In: Goldman R.D., Spector D.L. editors. Live cell imaging. Laboratory Manual. New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press; 2005. P. 239-79.Verbeek F.J., Huijsmans D.P., Baeten R.W.A.M., Schoutsen N.C.J., Lamers W.H. Design and Implementation of a database and a program for 3D-reconstruction from serial sections: A data driven approach. Microscopy Res. Tech. 1995; 30:1-17.Verbeek F.J., Huijsmans D.P., Baeten R.W.A.M., Schoutsen N.C.J., Lamers W.H. Design and Implementation of a database and a program for 3D-reconstruction from serial sections: A data driven approach. Microscopy Res. Tech. 1995; 30:1-17.Verbeek F.J. 3D reconstruction from serial sections, applications and limitations Microscopy and Analysis (UK version). 1996; 56:33-5.Verbeek F.J. 3D reconstruction from serial sections, applications and limitations Microscopy and Analysis (UK version). 1996; 56:33-5.Verbeek F.J. Theory and Practice of 3D-reconstructions from serial sections. In: Baldock R.A., Graham J., editors. Image Processing, а Practical Approach. Oxford: Oxford University Press; 1999. P. 153-95.Verbeek F.J. Theory and Practice of 3D-reconstructions from serial sections. In: Baldock R.A., Graham J., editors. Image Processing, а Practical Approach. Oxford: Oxford University Press; 1999. P. 153-95.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.