Նոր տեխնիկան գրանցում է կենդանի օրգանիզմի գրեթե բոլոր բջիջների ակտիվությունը

HHMI-ի Janelia հետազոտական կամպուսի գիտնականները մշակել են մի տեխնիկա, որը կարող է միաժամանակ գրանցել իրական ժամանակի ազդանշանները կենդանի ողնաշարավորի գրեթե բոլոր բջիջներում. սա կենսաբանության մեջ առաջին դեպքն է, որն աննախադեպ հնարավորություն է տալիս դիտարկելու, թե ինչպես են մարմնի օրգաններն ու համակարգերը համակարգվում իրական ժամանակում:

Մարմինը լսելու նոր եղանակ

WHOLISTIC (Ամբողջ օրգանիզմի կենդանի պատկերման համակարգ հյուսվածքային և ներբջջային ակտիվության գրանցման համար) կոչվող մեթոդը մշակվել է Janelia-ի ավագ խմբի ղեկավար Միշա Արենսի լաբորատորիայի հետդոկտորանտ Վիրջինի Ռուետենի կողմից և հրապարակվել չորեքշաբթի օրը Nature ամսագրում: Հետևելով կալցիումի ազդանշաններին, որոնք բջիջներն օգտագործում են հարևանների հետ հաղորդակցվելու համար, համակարգը միաժամանակ ֆիքսում է բջջային ակտիվությունը զեբրա ձկան թրթուրի սրտանոթային, մարսողական և նյարդային համակարգերում:eurekalert+2

Տեխնիկան հիմնված է Արենսի լաբորատորիայի ավելի քան տասնամյա աշխատանքի վրա, որը հիմք դրեց զեբրա ձկան թրթուրի ամբողջ ուղեղի կալցիումի ազդանշանների պատկերման մեթոդներին: WHOLISTIC-ը ընդլայնում է այդ մոտեցումը ամբողջ մարմնի վրա՝ օգտագործելով բարձր արագությամբ ծավալային ֆլուորեսցենտային պատկերում և հաշվողական գործիքներ՝ ազդանշանները հյուսվածքների և բջիջների տեսակների միջև հետևելու և համադրելու համար:phys

"Այս աշխատանքը կամրջում է կենսաբանության երկու հիմնարար մասշտաբները՝ բջիջը և օրգանիզմը, այնպես որ մենք այժմ կարող ենք լրացնել դիտարկելիության այդ բացը", — ասել է Ռուետենը:eurekalert+1

Վաղ բացահայտումներ

Մեթոդն արդեն տվել է արդյունքներ, ներառյալ այն բացահայտումը, որ ուղեղաբունը վերահսկում է արյան հոսքի վերաուղղորդումը աղիներից դեպի ուղեղ և մկաններ թթվածնի անբավարարության պայմաններում: Հետազոտողները նաև նկատել են ողնաշարի երկայնքով ակտիվության տատանումներ, որոնք առաջանում են էպենդիմային բջիջներից շարժողական հանգստի ժամանակ, ինչը ենթադրում է, որ այդ բջիջները կարող են դեր խաղալ քնի մեջ: Համակարգը նաև բացահայտել է, որ կետամինը նեյրոնների հետ միասին խթանում է ուղեղապատյանները և նույնականացրել է խոնդրոցիտները՝ աճառի հիմնական բջիջները, որպես ցրտին արձագանքող բջիջներ:phys

"Մենք գիտենք, որ էվոլյուցիան ստեղծել է գործող օրգանիզմներ, բայց էվոլյուցիային չէր հետաքրքրում, թե որոշումը կիրականացվեր ուղեղի պրեֆրոնտալ կեղևում, թե ուղեղաբնի և միզապարկի միջև կապում", — ասել է Արենսը:hhmi+1

Հայացք ապագային

Թիմը, որի կազմում ընդգրկված էին համագործակիցներ Լոնդոնի համալսարանական քոլեջից, Վիրջինիայի տեխնիկական համալսարանից և Ցինխուայի համալսարանից, այժմ հարմարեցնում է մեթոդը Danionella-ի համար՝ մի ձուկ, որը մնում է թափանցիկ իր ողջ կյանքի ընթացքում, ինչը հնարավորություն է տալիս ուսումնասիրել ավելի բարդ վարքագծեր: Միկրոսկոպը, որն օգտագործում է մեթոդը, սովորաբար հանդիպում է կենսաբանական լաբորատորիաներում, իսկ հաշվողական գործիքները բաց կոդով են, ինչը մոտեցումը հասանելի է դարձնում հետազոտողների համար ամբողջ աշխարհում:hhmi+2

"Ի վերջո, այլևս թաքնված մասեր չկան, և այդ պահին, կարծում եմ, մենք ունենք իրական, ամբողջական ըմբռնման հնարավորություն", — ասել է Արենսը:phys