ახალი მეთოდი ცოცხალ ორგანიზმში თითქმის ყველა უჯრედის აქტივობას აღრიცხავს

HHMI-ის ჯანელიას კვლევითი კამპუსის მეცნიერებმა შეიმუშავეს ტექნიკა, რომელსაც შეუძლია ერთდროულად აღრიცხოს რეალურ დროში მიმდინარე სასიგნალო კომუნიკაცია ცოცხალი ხერხემლიანის თითქმის ყველა უჯრედში. ეს არის ბიოლოგიაში პირველი შემთხვევა, რომელიც უპრეცედენტო შესაძლებლობას იძლევა დავაკვირდეთ, თუ როგორ კოორდინირებენ სხეულის ორგანოები და სისტემები რეალურ დროში.

სხეულის მოსმენის ახალი გზა

მეთოდი, სახელწოდებით WHOLISTIC (მთლიანი ორგანიზმის ცოცხალი გამოსახულების სისტემა ქსოვილოვანი და უჯრედშიდა აქტივობის ჩასაწერად), შეიმუშავა ვირჯინი რუტენმა, ჯანელიას უფროსი ჯგუფის ხელმძღვანელის მიშა არენსის ლაბორატორიის პოსტდოქტორანტმა, და გამოქვეყნდა ოთხშაბათს ჟურნალ Nature-ში. კალციუმის სიგნალების თვალყურის დევნებით, რომლებსაც უჯრედები მეზობლებთან კომუნიკაციისთვის იყენებენ, სისტემა ერთდროულად აფიქსირებს უჯრედულ აქტივობას ზებრა თევზის მატლის გულ-სისხლძარღვთა, საჭმლის მომნელებელ და ნერვულ სისტემებში.eurekalert+2

ტექნიკა ეფუძნება არენსის ლაბორატორიის ათწლიან მუშაობას, რომელმაც საფუძველი ჩაუყარა ზებრა თევზის მატლის მთელი ტვინის კალციუმის სიგნალების გამოსახვის მეთოდებს. WHOLISTIC აფართოებს ამ მიდგომას მთელ სხეულზე, იყენებს მაღალსიჩქარიან მოცულობით ფლუორესცენციულ გამოსახულებას და გამოთვლით ინსტრუმენტებს სიგნალების თვალყურის დევნებისა და ქსოვილებსა და უჯრედების ტიპებს შორის მათი შეჯერებისთვის.phys

"ეს ნაშრომი აკავშირებს ბიოლოგიის ორ ფუნდამენტურ მასშტაბს, უჯრედსა და ორგანიზმს, ისე რომ ჩვენ ახლა შეგვიძლია შევავსოთ დაკვირვებადობის ეს ხარვეზი," – თქვა რუტენმა.eurekalert+1

ადრეული აღმოჩენები

მეთოდმა უკვე მოიტანა შედეგები, მათ შორის აღმოჩენა, რომ ტვინის ღერო აკონტროლებს სისხლის ნაკადის გადანაწილებას ნაწლავებიდან ტვინისა და კუნთებისკენ ჟანგბადის ნაკლებობის პირობებში. მკვლევარებმა ასევე დააფიქსირეს აქტივობის რხევები ზურგის ტვინის გასწვრივ, რომლებიც ეპენდიმური უჯრედებიდან მოდის მოტორული სიმშვიდის პერიოდში, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ ამ უჯრედებს შესაძლოა როლი ჰქონდეთ ძილში. სისტემამ ასევე გამოავლინა, რომ კეტამინი ასტიმულირებს მენინგებს ნეირონებთან ერთად და დაადგინა ქონდროციტები, ხრტილის ძირითადი უჯრედები, როგორც სიცივეზე რეაგირებადი უჯრედები.phys

"ჩვენ ვიცით, რომ ევოლუციამ შექმნა ფუნქციონირებადი ორგანიზმები, მაგრამ ევოლუციას არ აინტერესებდა, გადაწყვეტილება განხორციელდებოდა ტვინის პრეფრონტალურ ქერქში თუ ტვინის ღეროსა და შარდის ბუშტს შორის კავშირში," – თქვა არენსმა.hhmi+1

მომავლის პერსპექტივები

გუნდი, რომელშიც შედიოდნენ თანამშრომლები ლონდონის საუნივერსიტეტო კოლეჯიდან, ვირჯინიის ტექნიკური უნივერსიტეტიდან და ცინხუას უნივერსიტეტიდან, ახლა ადაპტირებს მეთოდს Danionella-სთვის, თევზისთვის, რომელიც მთელი სიცოცხლის განმავლობაში გამჭვირვალე რჩება, რაც უფრო რთული ქცევების შესწავლის საშუალებას იძლევა. მიკროსკოპი, რომელსაც მეთოდი იყენებს, ჩვეულებრივ გვხვდება ბიოლოგიურ ლაბორატორიებში, ხოლო გამოთვლითი ინსტრუმენტები ღია კოდისაა, რაც მიდგომას ხელმისაწვდომს ხდის მკვლევარებისთვის მთელ მსოფლიოში.hhmi+2

"საბოლოო ჯამში, აღარ არსებობს ფარული ნაწილები და ამ მომენტში, ვფიქრობ, ჩვენ გვაქვს რეალური, სრული გაგების შანსი," – თქვა არენსმა.phys