В конце прошлой недели многие отечественные СМИ – от правительственной «Российской газеты» до респектабельного Esquire опубликовали сенсационную новость: «Ученые из Японии оживили на несколько недель мозг мыши» [1, 2]. Правда, нашлись критики исследования, действительно опубликованного в научном журнале Analytical Sciences — дескать, журнал слабоват (Impact Factor журнала на 2017/1018 годы действительно невелик, 1,618, хотя в России журналов с таким импактом – единицы). Однако неправы ни те, ни другие. Журнал просто специализированный, а ученые вообще ничего не воскрешали, и в статье об этом – ни слова.
Схема устройства. Как видите, в нем культивируется даже не само супрахиазматическое ядро, а его срезы. Ota et al, 2019
Действительно, издание – журнал японского Общества аналитической химии, и, кстати, 1,618 – это один из самых высоких импактов у японских химических журналов (годом раньше импакт журнала был равен 1,355). А название статьи, которая опубликована исследователями из одного из мощнейших институтов по исследованию мозга в мире, RIKEN, не имеет никакого отношения к оживлению. Вот как она называется: A Microfluidic Platform Based on Robust Gas and Liquid Exchange for Long-term Culturing of Explanted Tissues. То есть авторы в ней сообщают, что им удалось создать микрофлюидную платформу (на таких делают знаменитые «органы-на-чипе»), в которой высоконадежный газо-жидкостный обмен позволил долгое время культурировать экспланированные (то есть, удаленные из живого организма) ткани.
То есть речь вообще не идет ни об оживлении мозга, ни даже о сохранении удаленного из живого организма органа целиком. Что же сделали исследователи в эксперименте?
Микрофлюидные устройства, которые доставляют питательные вещества и газы в извлеченные из организма ткани мозга, используются уже давно. Однако они позволяют оставлять живыми их на временном отрезке от нескольких часов до нескольких дней. Однако для исследователей этого мало – иногда им нужно несколько недель. Особенно это касается изучения такого замечательного участка головного мозга, как супрахиазматического ядра (SCN), которое отвечает за циркадные ритмы. Этим-то и озаботилась группа авторов во главе с Нобутоси Ода из Центра исследований биосистемной динамики RIKEN.
Они предложили новую микрофлюидную систему на основе полидиметилсилоксана с пористой гидрофильной фторопластовой мембраной. Эта система, омывая ткани, должна была не разрушать их структуру, как это часто происходит – и решили проверить, как она будет работать на эксплантированном супрахиазматическом ядре мыши. Но не обычной, а так называемой нок-ин-мыши, в которой генPER2, который кодирует один из главных белков циркадных ритмов, period2, экспрессировался совместно с встроенным в геном геном (в этих словах – разные ударения) люциферазы. Таким образом, когда ген PER2экспрессировался, одновременно синтезировался и светящийся белок, который хорошо виден и показывает, что ткань еще жива.
Cнимки периодической экспрессии PER2 работающих срезов SCN по дням и по часам — мы видим изменение люминесценции даже на 25 день. Ota et al, 2019
Да, к слову о ткани: в микрофлюидное устройство помещали даже не все супрахиазматическое ядро целиком, а его срезы (получается, как в анекдоте – не мозг, а небользую его часть, и не часть – а ее срезы).
Что же вышло? Действительно, срезы SCN в разработанном устройстве светились на протяжении как минимум 25 дней после начала эксперимента, показывая периодическую экспрессию гена PER2, срезы в «обычной» установке потухли на пятый день. Говорят, устройство должно работать до сотни дней, и авторы подозревают, что их система может стать стандартной платформой для поддержания жизнеспособности срезов мозга для научных исследований.
Сухой остаток: никакого оживления мозга не было, хорошими исследователями из хорошего научного учреждения создана прекрасная платформа, которая потенциально может помочь в изучении работы живого мозга. А «ученый снова изнасиловал журналиста» (с).
Текст: Алексей Паевский
A Microfluidic Platform Based on Robust Gas and Liquid Exchange for Long-term Culturing of Explanted Tissues
Nobutoshi OTA, Genki N. KANDA, Hiroyuki MORIGUCHI, Yusufu AISHAN, Yigang SHEN, Rikuhiro G. YAMADA, Hiroki R. UEDA, Yo TANAKA
Analytical Sciences 2019 Volume 35 Issue 10 Pages 1141-1147
DOI https://doi.org/10.2116/analsci.19P099