211service.com
Caurspīdīgas smadzenes atklāj slēptas mikroskopiskas detaļas
Lai pētītu smadzeņu mikroskopiskās struktūras, pētniekiem parasti bija jāsadala orgāns pārsteidzoši plānās šķēlēs, kuras pēc tam var apskatīt mikroskopā. To nedarot, nebūtu iespējams saskatīt struktūras, kas dziļākas par pāris milimetriem. Taču smadzeņu sagriešana plānās šķēlēs ir ne tikai sāpīgs process, bet arī var sajaukt struktūru un apgrūtināt aksonu garo ceļu no vienas šķēles uz otru.
Tagad Stenfordas universitātes pētnieki ir izstrādājuši ķīmisku procesu, lai atdalītu taukus no (mirušajām) smadzenēm, atstājot tikai caurspīdīgus audus, kas joprojām saglabā savu trīsdimensiju struktūru. Process, saukts par CLARITY, tika izstrādāts laboratorijā Kārlis Deisserots , psihiatrs un neirozinātnieks, kas labi pazīstams kā viens no optoģenētikas līdzizgudrotājiem (skat. Neironu gaismas slēdži). Deisseorth un kolēģi aprakstiet jauno metodi šodien žurnālā Daba .
Ķīmiskā apstrāde CLARITY pārveido smadzeņu audus par hidrogēla hibrīdu, kas ietver olbaltumvielas, nukleīnskābes un orgāna mazās molekulas, bet izslēdz taukus, kas bloķē gan gaismas, gan ķīmiskās krāsvielas. Kad hidrogēla struktūra ir izveidota, taukus var izšķīdināt elektriskā laukā.
Šis process atstāj pētniekiem caurspīdīgas smadzenes, kuras var pētīt tieši. Pētījuma autori demonstrē varoņdarbu ar peles smadzenēm, kas bija ģenētiski pārveidotas, lai tās neironos pārnēsātu fluorescējošu proteīnu:
Smadzenes, kas apstrādātas ar CLARITY, var arī iekrāsot ar krāsvielām, kas saistās ar proteīniem neironos, nodrošinot pētniekiem citu veidu, kā pārbaudīt audus:
Un, iespējams, visiespaidīgākais ir tas, ka smadzenes, kas apstrādātas ar CLARITY, var izskalot no jebkādām krāsvielām un pārbaudīt tās atkal un atkal.
Šis paņēmiens varētu palīdzēt pētniekiem kartēt smadzeņu šūnu sarežģīto arhitektūru un uzlabot viņu izpratni par vadu problēmām, kas saistītas ar dažām smadzeņu slimībām (skatiet Connectomics). Dabas ziņas ziņo, ka Deisserota grupa jau strādā pie tā, lai visas cilvēka smadzenes padarītu caurspīdīgas (viņi ziņoja par tehnikas izmantošanu, lai pārbaudītu nelielas cilvēka smadzeņu daļas).
CLARITY ir potenciāls atmaskot smalkas smadzeņu detaļas cilvēkiem ar smadzeņu traucējumiem, nezaudējot plašāka mēroga ķēdes perspektīvu, teikts Nacionālo veselības institūtu direktors Frensiss Kolinss izplatītajā paziņojumā.
Ja vēlaties doties aizraujošā ekskursijā pa peles smadzenēm un uzzināt vairāk par CLARITY procesu, noskatieties tālāk esošo video, ko veidojis Daba :
Attēlu autors: Kwanghun Chung un Karl Deisseroth, Howard Hughes Medicīnas institūts/Stenfordas universitāte