Ученые наблюдают клеточные «переговоры» в реальном времени

Исследователи сделали значительный шаг вперед, наблюдая за «переговорами» клеток по всему организму в реальном времени. Они смогли выявить неожиданно сложные связи между удаленными друг от друга органами, что стало возможным благодаря новейшему методу, который демонстрирует, как клетки обмениваются сигналами каждую секунду. Результаты этой работы были опубликованы в известном научном журнале Nature.

Разработанная технология под названием WHOLISTIC была создана в Медицинском институте Говарда Хьюза. С помощью генной инженерии в большинстве клеток прозрачных организмов внедряются флуоресцентные датчики кальция — это ион, который активно участвует в клеточном общении. Когда уровень кальция в клетке изменяется, датчик начинает светиться, и это свечение фиксируется с помощью камеры.

Метод был испытан на личинках рыбок данио и взрослых прозрачных рыбах Danionella cerebrum. Это позволило увидеть ранее недоступную информацию: например, клетки хряща реагировали на холод, в то время как на анестетик кетамин откликались не только нейроны, но и защитные ткани мозга. Исследователи смогли наблюдать взаимодействия мышц и выяснить, как ствол мозга управляет перераспределением кровотока по организму.

Значимость данной работы заключается в том, что ранее ученые могли исследовать сигналы клеток лишь в рамках одного органа или небольшой области ткани. Теперь же у них есть возможность видеть эти процессы во всем организме, что открывает новые горизонты для понимания того, как различные системы тела координируют свою работу. Это может быть особенно полезно для изучения заболеваний, при которых данный «диалог» нарушается.

Кальций играет ключевую роль в множестве процессов в клетках — от сокращения мышц до передачи нервных импульсов. Изучая его колебания, можно сделать выводы о том, чем «занята» клетка. Прозрачность рыбок позволяет исследовать эти вспышки света, не повреждая и не убивая животное. Авторы исследования надеются, что данный метод окажется полезным для анализа того, как лекарства и болезни воздействуют на организм в целом, а не на отдельные органы.

Ранее американские ученые также раскрыли секреты формирования мозга, что подчеркивает важность текущих исследований и их вклад в развитие науки.

Читайте также: