Ученые впервые смогли наблюдать «переговоры» клеток по всему телу живого организма в реальном времени, увидев неожиданные связи между удаленными друг от друга органами. Метод буквально показывает, как клетки обмениваются сигналами секунда за секундой. Работа опубликована в журнале Nature.
Технологию, названную WHOLISTIC, разработали в Медицинском институте Говарда Хьюза. С помощью генной инженерии почти во всех клетках прозрачного организма создают флуоресцентные датчики кальция — иона, который служит почти универсальным сигналом клеточного общения. Когда уровень кальция в клетке меняется, датчик вспыхивает, и это свечение можно зафиксировать камерой.
Метод испытали на личинках рыбок данио и на прозрачных взрослых рыбах Danionella cerebrum. Он позволил увидеть картину, недоступную прежним подходам: например, клетки хряща реагировали на холод, а на анестетик кетамин откликались не только нейроны, но и защитные ткани мозга. На уровне всего тела удалось разглядеть ранее неизвестные взаимодействия мышц и то, как ствол мозга управляет перераспределением кровотока по организму.
Значение работы в том, что раньше ученые могли следить за сигналами клеток лишь в отдельном органе или небольшом участке ткани, а теперь — сразу во всем организме. Это открывает путь к пониманию того, как разные системы тела координируют работу между собой, и может помочь в изучении болезней, при которых этот «диалог» нарушается.
Кальций управляет множеством процессов в клетках — от сокращения мышц до передачи нервных импульсов, поэтому по его колебаниям можно судить о том, чем «занята» клетка. Прозрачность рыб позволила увидеть эти вспышки прямо сквозь тело, не вскрывая и не убивая животное. Авторы рассчитывают, что метод пригодится для изучения того, как лекарства и болезни влияют на организм целиком, а не на отдельные органы по отдельности.
Ранее американские ученые раскрыли секрет формирования мозга.