Yeni teknik canlı bir hayvandaki hemen hemen her hücrenin aktivitesini kaydediyor

HHMI Janelia Araştırma Kampüsü'ndeki bilim insanları, canlı bir omurgalıdaki hemen hemen her hücreden gelen gerçek zamanlı iletişim sinyallerini eş zamanlı olarak kaydedebilen bir teknik geliştirdiler. Bu, vücudun organlarının ve sistemlerinin gerçek zamanlı olarak nasıl koordine olduğuna dair benzeri görülmemiş bir pencere sunan biyolojide bir ilk olma özelliği taşıyor.

Vücudu Dinlemenin Yeni Bir Yolu

WHOLISTIC (Doku ve Hücre İçi aktiviteyi kaydetmek için Tüm Organizma Canlı Görüntüleme Sistemi) adı verilen yöntem, Janelia Kıdemli Grup Lideri Misha Ahrens'in laboratuvarında doktora sonrası araştırmacı olan Virginie Ruetten tarafından geliştirildi ve Çarşamba günü Nature dergisinde yayınlandı. Hücrelerin komşularıyla iletişim kurmak için kullandığı moleküler para birimi olan kalsiyum sinyallerini takip eden sistem, bir zebra balığı larvasının kardiyovasküler, sindirim ve sinir sistemlerindeki hücresel aktiviteyi aynı anda yakalıyor.eurekalert+2

Teknik, zebra balığı larvasının tüm beynindeki kalsiyum sinyallerini görüntüleme yöntemlerine öncülük eden Ahrens Laboratuvarı'nın on yılı aşkın çalışmasına dayanıyor. WHOLISTIC, bu yaklaşımı tüm vücuda genişleterek, sinyalleri dokular ve hücre tipleri arasında izlemek ve hizalamak için yüksek hızlı hacimsel floresan görüntüleme ve hesaplamalı araçlar kullanıyor.phys

Ruetten, "Bu çalışma, biyolojinin iki temel ölçeğini, hücreyi ve organizmayı birbirine bağlıyor, böylece artık bu gözlemlenebilirlik boşluğunu doldurabiliyoruz" dedi.eurekalert+1

Erken Keşifler

Yöntem, beyin sapının düşük oksijen koşullarında kan akışının bağırsaklardan beyne ve kaslara yeniden yönlendirilmesini kontrol ettiğinin keşfi de dahil olmak üzere şimdiden bulgular sağladı. Araştırmacılar ayrıca motor durgunluk dönemlerinde ependimal hücrelerden kaynaklanan omurilik boyunca seyahat eden aktivite salınımları gözlemlediler, bu da bu hücrelerin uykuda bir rol oynayabileceğini düşündürüyor. Sistem ayrıca ketaminin nöronlarla birlikte meninksleri uyardığını ortaya çıkardı ve kıkırdağın ana hücreleri olan kondrositleri soğuğa duyarlı olarak tanımladı.phys

Ahrens, "Evrimin işleyen organizmalar ürettiğini biliyoruz, ancak evrim bir kararın beynin prefrontal korteksinde mi yoksa beyin sapı ile mesane arasındaki bir bağlantıda mı uygulandığını umursamadı" dedi.hhmi+1

Geleceğe Bakış

University College London, Virginia Tech ve Tsinghua Üniversitesi'nden işbirlikçilerin yer aldığı ekip, şimdi yöntemi yaşamı boyunca şeffaf kalan ve daha karmaşık davranışların incelenmesini sağlayan Danionella adlı bir balık üzerinde kullanım için uyarlıyor. Yöntemin kullandığı mikroskop biyoloji laboratuvarlarında yaygın olarak bulunuyor ve hesaplamalı araçlar açık kaynaklı, bu da yaklaşımı dünya çapındaki araştırmacılar için erişilebilir kılıyor.hhmi+2

Ahrens, "Sonunda artık gizli parça kalmadı ve bu noktada gerçek, tam bir anlayış için bir şansımız olduğunu düşünüyorum" dedi.phys