30 ноября 2020, понедельник, 18:23
VK.comFacebookTwitterTelegramInstagramYouTubeЯндекс.ДзенОдноклассники

НОВОСТИ

СТАТЬИ

PRO SCIENCE

МЕДЛЕННОЕ ЧТЕНИЕ

ЛЕКЦИИ

АВТОРЫ

23 октября 2014, 11:55

Яд птицееда покажет работу нейронов

Brachypelma smithi
Brachypelma smithi
Wikimedia Commons

Ученые изготовили прототип молекулярного сенсора, который выявляет неактивные нейроны в живом организме. При этом никаких генных модификаций самих нервных клеток не требуется, поскольку основа сенсора — токсин паука-птицееда.

Нейроны — одни из самых мелких клеток организма. Настолько мелкие, что до изобретения надёжных методов их окраски в конце XIX века спорили, из чего состоит нервная система — из набора клеток или всё-таки из непрерывной сети отростков и утолщений. Сейчас технологии позволяют рассматривать даже отдельные участки поверхности живых нейронов, а не убитых в процессе приготовления препарата, как это было сто лет назад.

Чтобы увидеть работу живой клетки, в большинстве случаев надо перестроить конкретный ген в нужных клетках (или даже во всем организме) так, чтобы при его активации вырабатывался не только «родной» белок этого гена, но ещё и флуоресцентный. Его свечение можно зарегистрировать, если использовать соответствующий микроскоп. Помимо того, что метод требует довольно много времени, есть вероятность, что чужеродный флуоресцентный белок как-то влияет на работу тех структур, в которых он присутствует.

Новый способ, в отличие от флуоресцентных белков, не требует генетических модификаций нейрона. Известно, что яд паука-птицееда присоединяется к одному из типов ионных каналов на поверхности нервной клетки. Ионные каналы — это белки с порой посередине, через которую заряженные частицы одного вида (редко нескольких) могут проходить внутрь клетки или, наоборот, выходить из нее. За счет тонкого баланса содержания разных ионов в нейроне и снаружи от него клетка поддерживает состояние покоя. Если баланс временно нарушается, нейрон может возбудиться и послать электрический сигнал, а то и несколько. Одни ионные каналы в этот момент активируются, другие временно прекращают свою работу.

Пептид в составе паучьего яда присоединяется только к конкретному виду ионных каналов на нейроне — одному из тех, через которые проходит калий. При этом токсин птицееда прикрепляется к каналам только тогда, когда они неактивны, и отсоединяется, как только эти белки начинают работать. Учёные из Морской биологической лаборатории в Вудс-Хол применили эту особенность паучьего яда, соединив его молекулы с флуоресцентным веществом (меткой). Они использовали очень разбавленный раствор пары флуоресцентная метка-токсин, в который поместили живые нервные клетки. Пока те находились в состоянии покоя, клетки ярко флуоресцировали, но как только активация клеток достигала определённого порога, они «гасли». Это происходило настолько чётко и быстро, что по изображениям с флуоресцентного микроскопа можно было весьма подсчитать количество активных и неактивных нейронов.

Как фактически принято говорить в подобных условиях, пока демонстрация успеха нового метода — только предварительные исследования, которые нужно подтвердить на большем количестве материала. Однако в будущем паучий яд и ему подобные вещества можно будет использовать для диагностики каналопатий — неврологических и кардиологических заболеваний, которые вызваны неполадками в ионных каналах конкретного типа. В отличие от трансгенных модификаций, способ подойдет не только для научных целей (ведь вряд ли кто-то добровольно согласится, чтобы состав его ДНК меняли!), но и для медицинских, ведь наследственность здесь никоим образом не задевается.

Обсудите в соцсетях

«Ангара» Африка Византия Вселенная Гренландия ДНК Иерусалим КГИ Луна МГУ МФТИ Марс Монголия НАСА РБК РВК РГГУ РадиоАстрон Роскосмос Роспатент Росприроднадзор Русал СМИ Сингапур Солнце Титан Юпитер акустика антибиотики античность антропогенез археология архитектура астероиды астрофизика бактерии бедность библиотеки биоинформатика биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера вакцинация викинги вирусы воспитание вулканология гаджеты генетика география геология геофизика геохимия гравитация грибы дельфины демография демократия дети динозавры животные здоровье землетрясение змеи зоопарк зрение изобретения иммунология импорт инновации интернет инфекции ислам исламизм исследования история карикатура картография католицизм кельты кибернетика киты клад климатология клонирование комары комета кометы компаративистика космос кошки культура культурология лазер лексика лженаука лингвистика льготы мамонты математика материаловедение медицина металлургия метеориты микробиология микроорганизмы мифология млекопитающие мозг моллюски музеи насекомые наука нацпроекты неандертальцы нейробиология неолит обезьяны общество онкология открытия палеоклиматология палеолит палеонтология память папирусы паразиты перевод питание планетология погода политика право приматы природа психиатрия психоанализ психология психофизиология птицы путешествие пчелы ракета растения религиоведение рептилии робототехника рыбы сердце смертность собаки сон социология спутники старение старообрядцы стартапы статистика такси технологии тигры топливо торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология физика физиология фольклор химия христианство цифровизация школа экзопланеты экология электрохимия эпидемии эпидемиология этология язык Александр Беглов Алексей Ананьев Дмитрий Козак Древний Египет Западная Африка Латинская Америка НПО «Энергомаш» Нобелевская премия РКК «Энергия» Российская империя Сергиев Посад Солнечная система альтернативная энергетика аутизм биология бозон Хиггса вымирающие виды глобальное потепление грипп защита растений инвазивные виды информационные технологии искусственный интеллект история искусства история цивилизаций исчезающие языки квантовая физика квантовые технологии климатические изменения компьютерная безопасность компьютерные технологии космический мусор криминалистика культурная антропология культурные растения междисциплинарные исследования местное самоуправление мобильные приложения научный юмор облачные технологии обучение одаренные дети педагогика персональные данные подготовка космонавтов преподавание истории продолжительность жизни происхождение человека русский язык сланцевая революция физическая антропология финансовый рынок черные дыры эволюция эволюция звезд эмбриональное развитие этнические конфликты ядерная физика Вольное историческое общество Европейская южная обсерватория жизнь вне Земли естественные и точные науки НПО им.Лавочкина Центр им.Хруничева История человека. История институтов дело Baring Vostok Протон-М 3D Apple Big data Dragon Facebook Google GPS IBM MERS PayPal PRO SCIENCE видео ProScience Театр SpaceX Tesla Motors Wi-Fi

Редакция

Электронная почта: polit@polit.ru
Телефон: +7 929 588 33 89
Яндекс.Метрика Top.Mail.Ru
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003 года. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2020.