Магнитно-резонансная томография работает за счёт выравнивания атомов водорода в тканях и последующего воздействия радиоволн для формирования изображения, поэтому сама по себе она лучше показывает структуру, чем молекулярные изменения. Исследователи из Университета Калифорнии в Санта-Барбаре описали в Science Advances модульный генетически кодируемый белковый сенсор, который делает молекулярную активность видимой для МРТ, применив подходы синтетической биологии.
Сенсор использует аквапорин — белок, образующий водный канал в мембране — чтобы контролировать движение воды; как объясняет команда, «наши молекулы воды — крошечные, крошечные магниты», и изменение их потока даёт специфичный МРТ-сигнал для выбранных клеток или процессов. Профессор Арнаб Мукхерджи начал эту работу во время постдока в Caltech и продолжил её после прихода в UCSB в 2017 году. Аспирант Асиш Нинан Чакко участвовал в настройке и отмечает, что белок можно регулировать химическими сигналами, а модули менять для разных целей.
Авторы представили почти десять систем, которые установка способна обнаруживать, тогда как ранее в литературе описывали только четыре или пять отдельных генетических датчиков, каждый под один аналит. Они считают, что блочно-модульный дизайн упростит и ускорит разработку новых сенсоров другими группами. Команда надеется обучать студентов и сделать эти инструменты доступными нейроучёным и биологам развития, а также ожидать применения для изучения рака, нейродегенерации и воспаления.
- Визуализация рака
- Исследование нейродегенерации
- Контроль воспалительных процессов
- Непрерывная съёмка в животных исследованиях
Сложные слова
- томография — метод получения изображения внутренних структур теламагнитно-резонансная томография
- аквапорин — белок создающий канал для воды в мембране
- сенсор — устройство или белок регистрирующий сигналгенетически кодируемый белковый сенсор
- нейродегенерация — процесс постепенной гибели нервных клетокнейродегенерации
- датчик — прибор или белок для обнаружения веществадатчиков
- обнаруживать — видеть находить или заметить что-то
- синтетическая биология — область биологии создающая искусственные биосистемысинтетической биологии
Подсказка: наведите, сфокусируйтесь или нажмите на выделенные слова, чтобы увидеть краткие определения прямо во время чтения или прослушивания.
Вопросы для обсуждения
- Какие преимущества, по тексту, даёт блочно-модульный дизайн при разработке новых сенсоров?
- Как использование аквапорина может изменить возможности МРТ при изучении молекулярной активности?
- В каких областях применения этих сенсоров вы видите наибольшую пользу и почему?
Похожие статьи
Упражнения помогают при «химиомозге» во время химиотерапии
Клиническое исследование показало, что шестинедельная домашняя программа упражнений EXCAP помогает пациентам сохранять активность и улучшает умственную ясность во время химиотерапии. В испытании участвовали почти 700 людей из 20 клиник США.