MRI gebruikt het magnetisch veld en radiogolven om waterstofatomen te richten en zo beelden van het lichaam te maken. Sinds de jaren 1970 is MRI een kerninstrument in de geneeskunde, maar het geeft vooral informatie over weefselstructuur en niet rechtstreeks over moleculaire processen binnen cellen.
Een team van UC Santa Barbara publiceerde in Science Advances een modulair, genetisch gecodeerd en eiwitgebaseerd sensorsysteem dat moleculaire activiteit zichtbaar kan maken met MRI. Arnab Mukherjee, universitair hoofddocent chemische techniek, en zijn collega’s gebruikten principes uit de synthetische biologie om sensoren te ontwerpen die binnen cellen door MRI te worden gedetecteerd.
De sensoren gebruiken aquaporine, een eiwit dat een kanaal voor water door het celmembraan vormt. Omdat MRI het gedrag van watermoleculen meet, kon het team door waterbeweging te reguleren het MRI-signaal specifiek maken voor bepaalde cellen of processen. Promovendi stemden de schakelingen af en onderdelen zijn verwisselbaar, zodat diverse chemische signalen gebruikt kunnen worden. Het systeem heet MAPPER en de publicatie beschrijft bijna tien varianten, wat meer is dan eerdere literatuur rapporteerde.
De onderzoekers verwachten dat MAPPER continue beeldvorming in dierstudies mogelijk maakt, waardoor intern meten minder vaak het opofferen van dieren vereist. Het modulaire ontwerp moet groepen ook in staat stellen sneller nieuwe sensoren te ontwikkelen, en Mukherjee wil de hulpmiddelen beschikbaar maken voor neurowetenschappers en ontwikkelingsbiologen.
Moeilijke woorden
- magnetisch veld — het krachtveld dat door magneten ontstaat
- radiogolven — elektromagnetische golven met lage frequentie
- weefselstructuur — orde en opbouw van lichaamsweefsel
- genetisch gecodeerd — gemaakt op basis van erfelijke informatie
- eiwitgebaseerd — gebouwd met of rond eiwitten
- aquaporine — eiwit dat water door membranen transporteert
- modulair — opgebouwd uit verwisselbare onderdelen die makkelijk vervangen kunnen wordenmodulaire
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voordelen kan continue beeldvorming met MAPPER hebben voor dierstudies?
- Op welke manieren zou een modulair sensorsysteem het ontwikkelen van nieuwe sensoren kunnen versnellen?
- Welke praktische of ethische uitdagingen kunnen ontstaan bij het beschikbaar maken van deze hulpmiddelen voor neurowetenschappers en ontwikkelingsbiologen?
Gerelateerde artikelen
Taurine kan leukemie voeden en botten verzwakken
Onderzoekers vinden dat taurine leukemiestamcellen kan voeden en tegelijk botten kan verzwakken. Een nieuwe studie onderzoekt hoe gebruik van taurine in het beenmerg andere cellen daar schaadt en waarschuwt voor supplementen zonder overleg.
Nieuw oraal vaccin tegen dikke-darmkanker in muismodellen
Onderzoekers ontwikkelden een oraal vaccin op basis van verzwakte Listeria om het immuunsysteem in de darm te activeren. In muismodellen remde het vaccin tumorgroei, bleef het gelokaliseerd en werkte het nog beter met immuuncheckpointremmers.
