Светящиеся белки позволяют увидеть невидимое

Светящиеся лазер-УЗИ кожи и идущих параллельно ей сосудов пальца (слева). Иллюстрация Physorg

Ученые сегодня полагаются на светящиеся (флюоресцентные) белки, окрашивающие живые клетки в разные цвета. Появился и светоакустический метод построения изображений (PAI – Photo-Acoustic Images), основанный на том, что лазер возбуждает ультразвуковые волны, улавливаемые детектором. C помощью PAI уже смогли рассмотреть атеросклеротические бляшки в сосудах, а также кровеносные сосуды с гемоглобином. Содержание гемоглобина – важный диагностический критерий. Сотрудники университета в голландском Твенте опубликовали результаты своих исследований в журнале Optics Express.

Кстати, жиры с их холестерином, как выяснили ученые Копенгагенского университета, задерживают старение мозга (по крайней мере у мышей). На ежегодной встрече специалистов общества, занимающихся вопросами избыточного веса, проходившей в Бостоне, датчане рассказали о мышином истощении и старческих изменениях мозга. В Копенгагене 12 беременных крыс держали на стандартной диете и 12 других – на «жирной» (18 и 60% соответственно). Высокая доля жиров оказывала свое благотворное действие на мозг крысят и после рождения в период вскармливания материнским молоком. Результаты доложены в журнале Cell Metabolism.

Светящиеся протеины позволяют увидеть развитие клеточных процессов, о чем раньше приходилось только догадываться. Известно, что помимо возбуждения в мозге есть и торможение, направленное на подавление излишней активности нервных клеток. Один из главных тормозов – ГАМК, или гамма-аминомасляная кислота, синтезируемая древнейшими структурами в основании мозга и, в частности, в гиппокампе, расположенном в основании височной доли. Нарушение работы ГАМК-нейронов приводит к нарушениям памяти и эпилепсии, а также к поведению, в чем-то сходному с шизофренией.

Сотрудники университета канадского Торонто сообщили в J. Neuroscience, что специфическое подавление нервных клеток, выделяющих ГАМК в нижних отделах гиппокампа, порождает дефициты поведения, релевантные по отношению к шизофрении в мышиной модели этого заболевания. Ученые впервые увидели в цвете, где конкретно локализуются указанные нервные клетки гиппокампа. Теперь надо искать лекарства, которые исправляли бы подобное состояние.

Можно напомнить, что гиппокамп является местом частичного образования нейронов из нервных стволовых клеток (НСК). В мышцах имеются свои стволовые клетки, активность которых с возрастом падает. Отростки моторных нейронов (аксоны) в ходе развития и физических нагрузок идут к мышцам-«мишеням», образуя так называемое нервно-мышечное соединение (пластинку).

В том же J. Neuroscience исследователи Университета штата Джорджия привели фото с зеленым аксоном и красными рецепторами, представляющими собой белки, «ухватывающие» адреналин. Соединение страдает при разного рода миастениях, протекающих с нарушением мышечного тонуса, а также и с возрастом. Нервные стволовые клетки необходимы при разного рода восстановительных процессах, поскольку при травмах страдают и нервы.

Всем известны саламандры и ящерицы, у которых есть аутотомия, или отбрасывание хвоста, который затем восстанавливается (регенерирует). Однако, к сожалению, у млекопитающих подобного рода репарации не наблюдаются в силу геномного «контроля» – стремления клеток к дедифференцировке (изменению специализации и возвращения к эмбриональному состоянию). И тем не менее ученым калифорнийского Института Солка в г. Сан-Диего удалось с помощью специфических блокаторов двух генов преодолеть заклятие млекопитающих и получить у мышей восстановление поврежденной сердечной мышцы, о чем они сообщили в журнале Cell Stem Cell. С момента обнаружения исходных сигналов начала сердечной регенерации до успеха с мышами прошло более 10 лет…