Вчені з Медичного інституту Говарда Хьюза розробили нові дослідницькі інструменти і змогли спостерігати за тим, як клітини ембріона перетворюються в нейрони. Робота медиків опублікована в журналі Cell.
Клітини, які в кінцевому підсумку стають нейронами, повинні спочатку пройти через ембріон, щоб досягти свого кінцевого пункту призначення в нервовій системі. Там вони перетворюються зі стовбурових клітин в нейрони з певними ролями, а потім створюють ланцюжки, які контролюють поведінку всього організму. Але для вчених до цих пір залишалося загадкою те, як відбувається це перетворення.
Медикам з Медичного інституту Говарда Хьюза потрібно було сім років, щоб створити інструменти, які в кінцевому підсумку дозволили спостерігати шлях і розвиток стовбурових клітин в нейрони. Відправною точкою дослідження став мікроскоп світлового листа — прилад, розроблений командою вчених після декількох років роботи. Раніше дослідники протестували пристрій, щоб спостерігати розподіл і переміщення клітин при розвитку ембріонів миші. На цей раз наукова група зосередилася на нервовій системі, відстежуючи не тільки розташування клітин, але і те, що кожна з них робила.
В якості моделі для досліджень вчені використовували ембріони рибки даніо-реріо. Автори роботи вводили тварині спеціальний білок, який змушував світитися кожну клітину його тіла. У нервових клітинах ембріона вони також відстежували молекулу, яка повідомляє про їх активності, плюс кілька ключових білків, які присутні тільки тоді, коли клітина взяла на себе певну функцію — тобто дифференцировалась. Вся ця інформація дозволила команді розрізняти різні види нейронів і спостерігати, як ці клітини зі звичайних стовбурових знаходять свою спеціалізацію.
Потім дослідники помістили ембріони даніо-реріо в вимірювальний прилад на 14 годин, фіксуючи рух всіх клітин і відстежуючи їх активність зі швидкістю чотирьох тривимірних зображень в секунду — в цілому кілька мільйонів знімків з високим дозволом. Алгоритми, розроблені авторами роботи, допомогли їм відновити шляхи окремих нейронів. Зображення показали, що клітини рухаються і знаходять свої місця, а потім приймають певні ролі і з'єднуються в ланцюзі. Вчені показали з дозволом до рівня однієї клітини, як формуються нейронні ланцюжки і як вони дають початок першим реакцій ембріона на зовнішні подразники.
Якщо вам цікаві новітні розробки в науковій та технічній сфері, підпишіться на електронну версію нашого журналу. 
Там ви знайдете ексклюзивні матеріали, які не були опубліковані на нашому сайті!