Ученые вышли на новый уровень изучения клеток и готовы сделать сенсационное открытие.
Несмотря на то, что это британские ученые, речь идет о серьезном исследовании. Впервые биологам удалось внедрить микроскопические наноустройства слежения внутрь самой клетки. Такие наблюдения показали, как происходят процессы взросления, старения и что происходит с клеткой во время болезни. Понимание этих механизмов поможет ученым открыть «эликсир вечной молодости».
Наноустройство на основе кремния разработала команда ученых под руководством профессора Тони Перри Университета Бата. Исследователи ввели его в яйцеклетку мыши вместе со спермой. В итоге, маячок оказался внутри здорового, жизнеспособного эмбриона. Эмбрионы мышей были выбраны для исследования не случайно. Они обладают относительно большим размером по сравнению с обычной клеткой.
По своему виду крошечный механизм немного похож на паука. У него есть 8 гибких «ножек». Они-то и измеряют «тянущие и толкающие» силы внутри клетки. Точность этих измерений беспрецедентна. Таким образом становится понятно, как перестраивается внутриклеточное вещество с течением времени и под влиянием неблагоприятных факторов.
Наноустройство необыкновенно тонкое – 22 нанометра. Это примерно в 100 раз тоньше рублевой монеты. То есть обладает необходимой гибкостью для фиксации малейших колебаний цитоплазмы клетки, когда одноядерный эмбрион перерождается в двухъядерный.
«Мы первые, кто смог увидеть, как клеточный материал движется и организует себя изнутри. И это первое применение открытий физики в биохимических исследованиях», - пояснил порталу PHYS профессор Перри.
Ученые даже сняли пятичасовой фильм о жизни пяти эмбрионов, в которые внедрено наноустройство. Профессор Перри утверждает, что такие исследования несут в себе очень важную практическую пользу.
«Активность внутри клетки определяет, как она функционирует. Поведение внутриклеточного вещества, вероятно, так же влияет на поведение клеток, как и экспрессия генов», - сообщает ученый.
До сих пор сложный танец клеточного материала оставался в значительной степени неизученным. Ранние исследования помогли идентифицировать элементы, которые составляют клетку. Но это не давало понимания, как клетка ведет себя внутри в целом.
"Мы соединили достижения физики и биологии. Теперь мы можем посмотреть на клетку в целом, а не только на гайки и болты, которые ее составляют", - сказал профессор Перри.
В ходе эксперимента наноустройства выжили далеко не все. "Иногда устройства раскачивались и скручивались силами, которые были даже больше, чем те, что находятся внутри мышечных клеток", - сказал профессор Перри.
Результаты исследования с нетерпением ожидают и изучают все биологи мира. Раньше они лишь предполагали, что материал внутри живой клетки не статичен, а теперь знают наверняка. Внутреннее наполнение клетки изменяет свои свойства заранее, в зависимости от своих функций или в качестве реакции на окружающую среду.
Ученые уверены – эта работа окажет большое влияние на понимание того, как клетки стареют или перестают работать и что происходит с ними во время болезни.
Раз научились следить и понимать, следующий шаг - возможность влияния на организм и внесения нужных человеку изменений на внутриклеточном уровне.
Исследование опубликовано буквально на этой неделе в Nature Materials и включает в себя междисциплинарное партнерство между биологами, материаловедами и физиками, базирующимися в Великобритании, Испании и США.
