Размер имеет значение: цветная визуализация экспрессии генов в электронной микроскопии
Исследователи из Helmholtz Zentrum Muenchen разработали метод визуализации экспрессии генов в клетках с помощью электронного микроскопа. Хотя электронная микроскопия даёт наиболее детальное изображение клеток, она не может определить, какие генетические программы активны внутри отдельных клеток. Новый метод позволяет это сделать, используя генетически запрограммированные наносферы разного размера в качестве "многоцветных" маркеров. Это может помочь в исследовании того, как воспоминания хранятся в нейронных сетях.
Нанокомпартменты как многоцветные метки для электронной микроскопии
Учёные работают с инкапсулинами — небольшими нетоксичными белками бактерий. Они автоматически собираются в нанокомпартменты, внутри которых могут протекать химические реакции, не нарушая метаболизм клетки. В зависимости от экспериментальных условий, внутри живых клеток с помощью генетического программирования образуются нанокомпартменты с разными диаметрами.
"Аналогично палитре цветов в флуоресцентной микроскопии, наш метод превращает геометрию в метку для электронной микроскопии", — добавляет Феликс Зигмунд из исследовательской группы.
Для создания сильного контраста на изображениях электронной микроскопии исследователи используют фермент ферроксидазу, который можно инкапсулировать внутри инкапсулинов. Если ионы железа проникают внутрь через поры нанокомпартментов, фермент окисляет двухвалентные ионы железа (Fe2+) до трёхвалентной формы (Fe3+). Это создаёт нерастворимые оксиды железа, которые остаются внутри. Металлы создают хороший контраст, поскольку "поглощают" электроны.
Исследование нейронных связей
С помощью нового метода исследователи планируют изучать нейронные цепи. Несмотря на впечатляющее разрешение электронной микроскопии, этот метод не может надёжно различать определённые типы нейронов в мозге.
"С помощью наших новых репортёрных генов мы могли бы маркировать специфические клетки, а затем определять, какой тип нервной клетки формирует какие связи и в каком состоянии находятся клетки", — добавляет Вестмайер.
Эта новая репортёрная технология может помочь раскрыть точную схему связей в мозге и детальнее исследовать, как воспоминания хранятся в нейронных сетях.