Нейробиологи Университета Калифорнии в Лос-Анджелесе (UCLA) создали метод визуализации, который позволяет наблюдать взаимодействие астроцитов с нервными клетками в мозге мыши в режиме реального времени. Они полагают, что это позволит немного лучше изучить процессы, происходящие в мозге во время нейродегенеративных заболеваний. Подробности опубликованы в журнале Neuron.
Credit: Khakh et. al
Новый метод основан на эффекте фёрстеровского резонансного переноса энергии, сокращённо – FRET (Förster resonance energy-transfer). В ходе основанного на нём микроскопии преобразованный свет используется для измерения малых расстояний между молекулами или частями клеток.
Команда UCLA сосредоточилась именно на «поведении» астроцитов в синапсах, так как предполагается, что именно из-за нарушений молекулярных взаимодействий в них нормальные функции мозга страдают, а впоследствии развиваются обусловленные ими патологии.
Принцип использованного исследователями метод: когда астроцит подходит близко к синаптической щели и «обхватывает» её, возникает FRET-эффект между люминофором, «прикреплённом» к пресинаптической терминали и люминофором на мембране астроцита.Credit: Khakh et. al
Использование эффекта FRET, при котором происходит безызлучательный перенос энергии между двумя люминофорами позволило исследователям измерять расстояние между объектами примерно в 100 раз меньше, нежели при обычной световой микроскопии. В результате они смогли пронаблюдать, как взаимодействие между синапсами и астроцитами меняется со временем, а также как нормальное расстояние нарушается при различных заболеваниях.
«Этот новый инструмент наконец делает возможными эксперименты, которые мы хотели воплотить уже в течение многих лет. Например, теперь мы можем наблюдать, как повреждение мозга изменяет способ взаимодействия астроцитов с нейронами, и на основе этого разрабатывать стратегии для устранения этих изменений», — говорит Балжит Хах (Baljit Khakh), ведущий автор работы, профессор физиологии и нейробилогии Школы медицины UCLA.
Текст: Анна Хоружая
An Optical Neuron-Astrocyte Proximity Assay at Synaptic Distance Scales by J. Christopher Octeau, Hua Chai, Ruotian Jiang4, Shivan L. Bonanno, Kelsey C. Martin, Baljit S. Khakh in Neuron. Published April 4, 2018
DOI: https://doi.org/10.1016/j.neuron.2018.03.003