Стежити за долями клітин: Новий проникливий метод

За допомогою нового методу мультиїзотопної мас-спектрометрії стане можливим спостерігати переміщення одиничних клітин, а також відстежувати, в яких саме клітинних структурах і в якій кількості накопичуються певні препарати.

Розробники - співробітники десяти американських і французьких університетів - порівнюють можливості свого методу зі здатністю розглядати будівлю шар за шаром. Це дозволяє вам бачити не тільки те, що будівля складається з квартир, а й, наприклад, те, що в кожній квартирі є холодильник, і де він стоїть. Ви навіть можете побачити, що в одному холодильнику лежать помідори, а в іншому картоплю. Ви можете порахувати і зважити продукти, а також зафіксувати, з якою швидкістю вони використовуються і замінюються новими. Все це - тільки на клітинному рівні - дозволяє виконати мультиізотопна візуалізуюча мас-спектрометрія (Multi-Isotope Imaging Mass Spectrometry, MIMS).

В основі методики MIMS лежить бомбардування поверхні атомів біологічного зразка пучком іонів. При цьому відбувається іонізація деяких атомів і емісія ними випромінювання. Розташовані на шляху вторинних іонів електромагнітні «лінзи» і «призми» дозволяють створювати зображення молекул, що входять до складу зразка. Мультиїзотопна мас-спектрометрія дозволяє отримувати тривимірні зображення білків, ДНК, РНК, вуглеводів і жирних кислот на субклітинному рівні. Вона дає можливість кількісно оцінити все, що відбувається з молекулами: як вони потрапляють всередину клітини, де накопичуються і як швидко заміщаються.

Замість вкрай незручних барвників і радіоактивних міток, які зазвичай застосовуються для відстеження молекул, метод передбачає використання стабільних ізотопів. Наприклад, для спостереження за долею стовбурових клітин вчені пропонують мітити їх атомом азоту-15, який не змінює структуру ДНК і не токсичний для живих клітин. Мрія стабільними ізотопами дозволяє оцінити місцезнаходження клітини відразу після трансплантації, і навіть її долю по закінченні декількох років.

Як приклад цінності нового методу для медицини можна навести експерименти з відстеження долі донорських клітин у лімфатичній системі миші. Ще одним прикладом, корисним вже з точки зору фундаментальної науки, є оцінка одного з процесів, що забезпечують підтримку життя на Землі, - захоплення атмосферного азоту і його подальшої конверсії в засвоювану рослинами форму, здійснюваного клубеньковими бактеріями.

«Комерційна біотехнологія»