Томография позволит следить за активностью генов мозга

Ученые из Калифорнийского технологического университета внесли предложение принципиально новый способ наблюдения за активностью генов в глубинных тканях организма, что основан на диффузионной магнитно-резонансной томографии. Препринт статьи был выложен на сайте bioRxiv.

Сущность способа содержится в трансформации проницаемости клеточных мембран для молекул воды посредством особых белков, аквапоринов. Аквапорины в этом случае выступают в роли маркеров — подобно тому, как на данный момент употребляются флюоресцентные белки. 

Аквапорины являются особенное семейство белков, каковые встраиваются в мембраны клетки и формируют в ней поры для молекул. Благодаря повышению количества молекул, проходящих через мембрану клетки, сигнал, что получается при диффузионной томографии, выходит не сильный. В случае если аквапорины экспрессируются вместе с определенным геном, то ученые смогут выяснить уровень активности этого гена по трансформации контраста в изображении.

 В случае если аквапорины экспрессируются вместе с определенным геном, то ученые смогут выяснить уровень активности этого гена по трансформации контраста в изображении.

Томография позволит следить за активностью генов мозгаИзображение нейронных дорог, взятых посредством диффузионной МРТ. Иллюстрация: Wikimedia Commons

Дабы проверить эффективность подхода, ученые внесли гены аквапоринов человека в разные клеточные культуры (глиобластома человека, яичник китайского хомячка, нейробластома мыши). В качестве сравнения исследователи применяли обширно применяемые в получении изображений экспрессии гены зеленого флуоресцентного белка. После этого клетки были просканированы посредством диффузионной МРТ.

Новый способ был способен найти экспрессию генов в клетках в глубинных тканях живого организма, чего нельзя добиться посредством, к примеру, мечения флюоресцентными белками. Кроме того при низкой экспрессии белков сигнал становился достаточно не сильный чтобы получить контраст. Помимо этого, использование аквапоринов в неоднородных клеточных культурах разрешило найти экспрессию генов в весьма малом количестве клеток.

Наряду с этим аквапорины не оказывали токсического результата и не оказывали влияние на время релаксации протонов — главной параметр, разбираемый при получении МРТ-изображений.

Диффузионная МРТ основана на возбуждении молекул воды в сильном электромагнитном поле. Это заставляет множество протонов в один момент создавать колебания, что и есть знаком для МРТ. Контрастная картина получается при отсутствии синхронного колебания между протонами.

В то время, когда молекула воды успевает диффундировать на некое расстояние, сигнал получается не сильный если сравнивать с теми участками, где перемещение воды ограничено. Одним из факторов, что влияет на сигнал, есть диффузия воды через клеточные мембраны. 

Создатель: Александр Еникеев

В чем отличие между КТ и МРТ

Статьи, которые будут Вам интересны: