Исследователи совершили значительный шаг в исследовании микроскопических морских организмов, разработав метод пятикратного увеличения трихоплаксов без нарушения их клеточной архитектуры. Эти существа, состоящие из нескольких десятков клеток, ранее были слишком малы для детального анализа. Специально созданный полимер позволил равномерно расширить клетки за счет насыщения их водой, открыв новые возможности для изучения ультраструктуры. Технология уже рассматривается как перспективное решение для безопасной доставки биоматериалов из космоса, например, после экспериментов с воздействием невесомости или радиации. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ.
Уникальные особенности трихоплаксов
Трихоплаксы, чей размер в 16 раз меньше толщины человеческого волоса, представляют эволюционную загадку. Эти пластинчатые организмы, существующие более 500 миллионов лет, лишены нервной системы и органов, но обладают клетками-прототипами, напоминающими нейроны. Их изучение помогает раскрыть механизмы формирования древнейших биологических структур и понять истоки возникновения сложных систем у современных животных. Кроме того, простота строения делает их идеальными объектами для тестирования фармакологических препаратов.
Преодоление технических ограничений
Ранее для анализа трихоплаксов использовали иммуногистохимическое окрашивание, но даже с ним микроскопы не позволяли рассмотреть детали субклеточных структур. Новая методика с применением гидрофильного полимера кардинально улучшила разрешение изображений, визуализируя элементы, которые ранее оставались недоступными для наблюдения. Это открывает путь к изучению эволюционных адаптаций и разработке методов коррекции нейродегенеративных заболеваний, связанных с нарушениями клеточных функций.
Инновационный метод увеличения организмов: прорыв в микроскопии
Специалисты Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН (Москва) и Университета Флориды (США) разработали уникальную технологию, позволившую увеличить трихоплаксов в пять раз! Ученые применили иммуногистохимическое окрашивание, а затем поместили организмы в фосфатный раствор. Для создания прочной основы добавили смесь органической соли натрия и акриламида — вещества, образующего полимерные цепочки, а также соль аммония для запуска реакции полимеризации. Это стало первым шагом к удивительным открытиям!
Этапы эксперимента: как достичь идеального результата
Трихоплаксы в капле органических соединений выдерживали при 37℃, что привело к полимеризации акриламида. Затем гель с животными обработали раствором протеиназы К, расщепляющей структурные белки. Это позволило организмам безопасно расширяться без нарушения целостности клеток. После двух часов инкубации раствор заменили водой — гель наполнился влагой, а вместе с ним «вырос» и трихоплакс. Процесс прошел гладко, открыв новые горизонты для исследований!
Потрясающие открытия и перспективы для науки
Микроскопия показала: даже после увеличения клеточные структуры остались неповрежденными! Четкость изображения возросла настолько, что ученые впервые рассмотрели лизосомы — крошечные элементы, ранее недоступные для наблюдения. Еще один бонус — трихоплаксы в полимерной «упаковке» сохраняют жизнеспособность более двух месяцев при +4℃. Это настоящий прорыв для космических миссий: биоматериал теперь можно безопасно доставлять на Землю после экспериментов в невесомости. Наука движется вперед, открывая невероятные возможности!
Инновационный подход к сохранению биоматериалов
«Наша разработка открывает новые возможности для экономии ресурсов и эффективного хранения биологических образцов в полевых условиях. Для создания защитного полимера требуется минимальное количество реактивов, простые условия работы и всего несколько часов. Готовые образцы сохраняют стабильность при температуре +4°С, что делает их транспортировку удобной даже в самых сложных экспедициях», — делится Дарья Романова, кандидат биологических наук, ведущий автор методики.
Перспективы для науки на Земле и за её пределами
«Технология особенно актуальна для длительных исследовательских миссий. Например, при проведении экспериментов на МКС живым организмам сложно перенести перегрузки во время возвращения на Землю. Наш способ полимеризации позволяет сохранить целостность клеточных структур, обеспечивая высокую точность последующих анализов. Это открывает двери для смелых проектов — от изучения морских глубин до межпланетных исследований», — с энтузиазмом отмечает Дарья Романова.
Учёные подчёркивают, что метод уже показал впечатляющие результаты в тестовых условиях. Его простота и доступность делают его идеальным решением для научных групп, работающих в удалённых локациях или с ограниченным оборудованием.
Источник: scientificrussia.ru
