Ný tækni skráir virkni nær allra frumna í lifandi dýri

Vísindamenn við HHMI Janelia Research Campus hafa þróað tækni sem getur samtímis skráð rauntímamerki frá nær hverri einustu frumu í lifandi hryggdýri. Þetta er í fyrsta sinn í líffræði sem slíkt er gert og veitir áður óþekkta innsýn í hvernig líffæri og kerfi líkamans samhæfa sig í rauntíma.

Ný leið til að hlusta á líkamann

Aðferðin, sem kallast WHOLISTIC (WHole Organism Live Imaging System for recording Tissue and IntraCellular activity), var þróuð af Virginie Ruetten, nýdoktor á rannsóknarstofu Misha Ahrens, yfirhópsstjóra hjá Janelia, og birt í Nature á miðvikudag. Með því að fylgjast með kalsíummerkjum, sem eru sameindagjaldmiðillinn sem frumur nota til að eiga samskipti við nágranna sína, fangar kerfið frumuvirkni í hjarta og æðakerfi, meltingarfærum og taugakerfi sebrafiskalirfu í einu vetfangi.eurekalert+2

Tæknin byggir á meira en áratug af vinnu Ahrens rannsóknarstofunnar, sem ruddi brautina fyrir aðferðir til að mynda kalsíummerki um allan heila sebrafiskalirfu. WHOLISTIC útvíkkar þá nálgun yfir allan líkamann með því að nota háhraða rúmmálsflúrljómunarmyndatöku og tölvutæki til að rekja og samræma merki milli vefja og frumugerða.phys

"Þetta verk brúar tvo grundvallarkvarða líffræðinnar, frumuna og lífveruna, þannig að við getum nú fyllt upp í þetta athugunargap," sagði Ruetten.eurekalert+1

Snemmbúnar uppgötvanir

Aðferðin hefur þegar skilað árangri, þar á meðal uppgötvuninni á því að heilastofninn stjórnar tilfærslu blóðflæðis frá meltingarvegi til heila og vöðva við súrefnisskort. Rannsakendur sáu einnig sveiflur í virkni eftir mænunni sem eiga uppruna sinn í þeljufrumum á tímabilum hreyfingarleysis, sem bendir til þess að þessar frumur gætu gegnt hlutverki í svefni. Kerfið leiddi ennfremur í ljós að ketamín örvar heilahimnur ásamt taugafrumum og auðkenndi brjóskfrumur, sem eru helstu frumur í brjóski, sem viðkvæmar fyrir kulda.phys

"Við vitum að þróunin hefur framleitt virkar lífverur, en þróuninni var ekki sama hvort ákvörðun var framkvæmd í framheila heilans eða í tengingu milli heilastofns og þvagblöðru," sagði Ahrens.hhmi+1

Horft fram á veginn

Liðið, sem innihélt samstarfsaðila við University College London, Virginia Tech og Tsinghua háskólann, er nú að aðlaga aðferðina til notkunar í Danionella, fiski sem er gegnsær alla ævi, sem gerir kleift að rannsaka flóknari hegðun. Smásjáin sem aðferðin notar er algeng á líffræðirannsóknarstofum og tölvutækin eru opinn hugbúnaður, sem gerir nálgunina aðgengilega fyrir vísindamenn um allan heim.hhmi+2

"Það eru engir faldir hlutar lengur, að lokum, og á þeim tímapunkti held ég að við höfum tækifæri á raunverulegum, fullkomnum skilningi," sagði Ahrens.phys