Daddydwarf
Support
Ученые нашли способ увеличить морских животных до пяти раз в размере без повреждения клеток
Группа ученых из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Университета Флориды разработала метод, который позволяет увеличивать размеры трихоплаксов — маленьких морских животных, состоящих всего из нескольких десятков клеток. Ранее их миниатюрные размеры не позволяли исследовать их внутреннее строение в деталях с помощью стандартных микроскопов. Разработанный метод основывается на использовании полимера, который, впитывая воду, заставляет клетки организма увеличиваться в размере. Этот подход может быть полезен в исследованиях, связанных с космическими миссиями, например, для транспортировки клеток живых организмов с орбиты на Землю, где их можно будет изучить в лабораториях после воздействия невесомости или радиации.
Трихоплаксы — крошечные животные, в 16 раз меньше человеческого волоса, состоящие всего из нескольких десятков клеток и обладающие сильно сплюснутой формой. Они относятся к типу Пластинчатые (Placozoa), одной из древнейших групп животных на Земле, существующих уже более полумиллиарда лет. Простота их строения, отсутствие нервной системы и органов делает их удобной моделью для биологических исследований. Эти организмы помогают ученым изучать функции генов и типы клеток, которые могут быть предшественниками нервной системы. Предполагается, что Пластинчатые могли быть первыми существами с клетками, аналогичными нейронам, и исследование таких «прототипов» может пролить свет на эволюцию нервной системы и причины заболеваний, связанных с её нарушениями. Также эти животные могут быть использованы для тестирования новых лекарств.
Для изучения трихоплаксов биологи традиционно используют метод иммуногистохимического окрашивания, при котором животным вводят молекулы, соединяющиеся с клеточными структурами. Затем исследования проводятся с помощью микроскопа. Однако из-за миниатюрных размеров Пластинчатых невозможно было рассмотреть все внутренние структуры клеток, такие как детализированное строение митохондрий и другие мельчайшие элементы.
Команда ученых предложила инновационный подход, который позволяет увеличить размер трихоплаксов в пять раз. Сначала животные были окрашены стандартным методом, затем их поместили в чашку Петри с фосфатным раствором, в который добавили органическую соль натрия, акриламид (вещество, способное образовывать длинные цепочки — полимеры) и аммонийную соль для запуска полимеризации.
Чашка с трихоплаксовыми организмами была помещена в термостат на час при температуре 37℃. В результате акриламид образовал полимерные цепочки, и животные оказались заключены в гель. После этого в раствор добавили протеиназу К, которая расщепляет некоторые структурные белки, что позволило клеткам расшириться без повреждения их структуры. В течение двух часов при температуре 37℃ гель с животными постепенно заполнился водой, и организмы увеличились в размере.
Результаты исследования показали, что клетки не повреждаются при увеличении, и полученные изображения под микроскопом стали гораздо четче. Ученые смогли рассмотреть лизосомы — структуры, которые ранее было невозможно увидеть. Кроме того, оказалось, что трихоплаксы, обработанные по этому методу, могут храниться в растворе при температуре +4℃ более двух месяцев. Это открытие особенно полезно для космических исследований, поскольку позволит транспортировать биоматериалы с орбиты на Землю для дальнейших лабораторных анализов.
«Наш метод существенно упрощает и удешевляет транспортировку и хранение биологических образцов. Для полимеризации требуется минимальное количество времени и оборудования, а хранить образцы можно при температуре +4°С. Это особенно важно для длительных экспедиций, включая космические, где биологические материалы могут быть доставлены на Землю без значительных потерь».
