Биолюминесценция использовала магнитно-резонансную томографию для наблюдения за расширением люциферазы в искусственных кровеносных сосудах
Инженеры из Массачусетского технологического института (MIT) разработали новую методику, использующую магнитно-резонансную томографию (МРТ) для обнаружения света глубоко в мозге, которая может принести пользу будущим исследованиям развития и коммуникации клеток мозга.
Новая методика, опубликованная в журнале Nature Biomedical Engineering, может помочь исследователям изучить внутреннюю работу мозга, такую как изменения в экспрессии генов, анатомические связи между клетками или то, как клетки взаимодействуют друг с другом.
Обычно ученые помечают клетки биолюминесцентными белками, которые светятся, что позволяет им отслеживать рост опухоли или измерять изменения в экспрессии генов, которые происходят по мере дифференцировки клеток.
Новый метод, известный как биолюминесценция, использует магнитно-резонансную томографию для наблюдения за расширением белка в кровеносных сосудах головного мозга, чтобы точно определить источник света.
Команда разработала метод преобразования кровеносных сосудов мозга в детекторы света, чтобы найти способ обнаружения люциферазы — белка, который существует в различных формах и светится разными цветами глубоко в мозге.
Исследователи сконструировали кровеносные сосуды так, чтобы они экспрессировали бактериальный белок под названием фотоактивируемая аденилатциклаза Беггиатоа (bPAC), делающий кровеносные сосуды чувствительными к свету, и обнаружили, что фермент продуцирует молекулу, известную как цАМФ, которая вызывает расширение кровеносных сосудов и может быть обнаружена с помощью МРТ.
Команда имплантировала клетки, сконструированные для экспрессии люциферазы при наличии субстрата CZT, и смогла обнаружить люциферазу с помощью МРТ, чтобы выявить расширенные кровеносные сосуды. После использования вирусного вектора для доставки гена bPAC крысам кровеносные сосуды по всей обширной области мозга стали светочувствительными.
Затем исследователи ввели ген люциферазы, называемой GLuc, в клетки полосатого тела, расположенные глубоко в мозге, чтобы успешно обнаруживать свет, вырабатываемый собственными клетками мозга.
Исследователи планируют провести дальнейшие исследования этого метода на мышах и других моделях животных.