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
Как сон помогает очищать мозг и связан с риском деменции
Обзор в журнале Science объясняет, как сон организует ночную очистку мозга и почему нарушения сна и другие состояния могут повышать риск деменции. Исследование описывает роль глимфатической системы, сосудистых ритмов и сердечного ритма.
Давление на мозг вызывает гибель нейронов
Учёные из Университета Нотр-Дам показали, что длительное физическое давление на мозг может запускать у нейронов программу самоуничтожения. Исследование связывает компрессию с воспалением, синаптической дисфункцией и неврологическими нарушениями.
В бедных районах реже делают скрининг рака в клиниках FQHCs
Новое исследование на данных 2022 года показывает: в районах с меньшими ресурсами пациенты клиник FQHCs реже проходят скрининг рака. Наибольший разрыв — при скрининге колоректального рака; предлагаются домашние тесты и телемедицина.
Анализ крови на основе ИИ помогает отличать деменцию
Учёные разработали анализ крови, основанный на искусственном интеллекте, который может отличать распространённые причины деменции от нормального старения. Тест показал высокую точность, но для клинического применения нужны дополнительные исследования.