Ученые из США научились одновременно наблюдать за активностью клеток во всем организме
Исследователи из Медицинского института Говарда Хьюза в США создали технологию, которая позволяет одновременно фиксировать активность клеток по всему организму, говорится в публикации в журнале Nature. Метод дает возможность понять, как разные органы и ткани взаимодействуют между собой на клеточном уровне во всем организме сразу, чего раньше ученые не могли добиться.
Ученые разработали технологию, которая получила название «система визуализации всего организма для регистрации активности тканей и внутриклеточных процессов» (WHOLISTIC). Исследователи применили ее на прозрачных позвоночных — молодых рыбках данио и взрослых рыбах Danionella cerebrum.
Метод использует генную инженерию: почти каждая клетка организма начинает производить флуоресцентные сенсоры кальция. Они светятся, когда уровень кальция в клетках меняется. Кальций является практически универсальным внутриклеточным сигналом и участвует во множестве процессов в организме.
Раньше ученые изучали органы и системы по отдельности, а организм в целом оставался «за кадром». Теперь благодаря проведенному исследованию появилась возможность лучше понимать биологические процессы на уровне целого организма, а также наблюдать за ними синхронно.
«Сочетание оптогенетики с технологией WHOLISTIC позволило провести полностью оптическое причинно-следственное исследование взаимодействия мозга и тела. Эти достижения создают парадигму системной биологии, которая объединяет физиологию клеток и организма в целом, позволяя делать комплексные открытия на всех уровнях — от фундаментальных механизмов до терапевтических», — отмечается в научной публикации.
Проведенная работа позволяет восполнить существовавший пробел в наблюдении за биологическими процессами, рассказала ScienceAlert специалист по вычислительной нейробиологии Виржини Рюттен, которая разработала этот метод вместе с другими учеными.
«Эта работа объединяет два фундаментальных биологических уровня — клетку и организм. Есть несколько действительно базовых свойств, которые просто не были изучены, потому что было очень сложно наблюдать за клеточными реакциями в таком масштабе», — пояснила Рюттен.
Важность проведенного исследования также отметил нейробиолог Миша Аренс. По его словам, созданная технология позволяет объединить физиологию, нейробиологию и клеточную биологию и изучать их одновременно на одном и том же животном. Команда исследователей надеется, что ученые по всему миру смогут использовать этот метод в своей работе, что позволит получить новые данные о взаимодействии клеток, тканей и органов в масштабах целого организма.
