Прямая запись клеточной коммуникации

Нейроны общаются друг с другом с помощью наноразмерных везикул. Нарушение этого процесса коммуникации является причиной многих заболеваний и психических расстройств, например, депрессии. Нервные сигналы передаются от одного нейрона к другому через везикулы — наноразмерные контейнеры, заполненные молекулами нейромедиаторов. Везикула сливается с мембраной, окружающей нейрон, высвобождает нейромедиаторы в окружающее пространство, которые обнаруживаются следующим нейроном. Однако нам по-прежнему не хватает более детального понимания того, как происходит слияние везикул на наноуровне.

Доцент Димитриос Стаму из Департамента нейронаук и фармакологии и Нанонаучного центра объясняет:

«Контакт между везикулами и мембранами является важнейшим этапом многих важных биологических процессов. Теперь мы можем количественно оценивать области контакта, образующиеся между везикулами, и определять размер и форму везикул с наноразрешением. Это помогает нам охарактеризовать свойства молекул, участвующих в слиянии везикул. Новый метод открывает большие перспективы для исследований неврологических и инфекционных заболеваний».

Исследователи используют метод FRET (Förster Resonance Energy Transfer) или флуоресцентного резонансного переноса энергии. Метод хорошо известен, но новым является способ его применения. Учёные создают в лаборатории везикулы, содержащие флуоресцентные молекулы-доноры, и мембраны, закреплённые на поверхности. На закреплённых мембранах находятся флуоресцентные молекулы-акцепторы. Свет испускается только тогда, когда две разные флуоресцентные молекулы находятся близко друг к другу, что исследователи могут измерить как признак слияния везикул. Измеряя испускаемый свет, исследователи нашли новые способы определения формы везикул с наноразрешением в реальном времени.

«Нам не хватало метода для измерения слияния везикулы и мембраны в наномасштабе в момент протекания процесса. До сих пор можно было получить только статичное изображение процесса с высоким разрешением или живые изображения с низким разрешением. С помощью нового метода мы можем количественно оценивать изменения формы везикул вживую, то есть во время слияния, и с наноразрешением», — объясняет Димитриос Стаму.

Источник: University of Copenhagen