«Сохранит биологические образцы»: учёные создали полимерную «упаковку» для доставки биоматериала с орбиты

Российские учёные совместно с американскими коллегами смогли в пять раз увеличить размер крошечного морского животного — трихоплакса. Для этого его поместили в сложное органическое вещество, а затем расширили клетки за счёт воды. Этот метод не повреждает клеточные структуры, повышает чёткость изображения в микроскопе и позволяет разглядеть детали. В такой «упаковке» биоматериал может храниться более двух месяцев, что позволит отправлять его на Землю после экспериментов на орбите.
Российские ученые из Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии совместно с коллегами из США смогли увеличить размеры крошечных морских животных трихоплаксов в пять раз без повреждения их клеточной структуры. Такой метод позволяет лучше изучить строение живых организмов под микроскопом, а также сохранить их при транспортировке, в том числе с орбиты Земли. Об этом RT рассказали в пресс-службе Российского научного фонда (РНФ). Исследование поддержано грантом РНФ. Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Marine Science.
Трихоплаксы — одни из древнейших животных, которые появились на планете полмиллиарда лет назад. Их тело представляет собой пластинку диаметром 1 мм, которая состоит всего из нескольких десятков типов клеток. У трихоплаксов отсутствуют органы и нервная система, что делает их удобными моделями для биологических экспериментов и исследований.
Для изучения этих существ применяют метод иммуногистохимического окрашивания. При нём в организм животного вводят окрашенные молекулы, которые связываются с искомыми веществами в клетке. Однако трихоплаксы настолько малы, что даже под микроскопом высокого разрешения учёным не удавалось рассмотреть их детальное строение.
Исследователям из России и США удалось увеличить размер трихоплаксов в пять раз. После окрашивания обычным способом они поместили животное в чашку Петри с фосфатным раствором. Туда же учёные добавили смесь из соли натрия и акриламида и соли аммония. Первые два вещества могут собираться в длинные цепочки — полимеры, а второе запускает реакцию их образования (полимеризацию).
Чашку Петри с трихоплаксами в этом растворе выдержали в течение часа при +37 °С. В результате произошла полимеризация акриламида. Затем при той же температуре животных в капле полимера поместили на два часа в раствор с протеиназой К — веществом, которое расщепляет некоторые структурные белки. Это позволило расширить животное без серьёзных изменений в его строении, когда раствор постепенно замещали на воду.
В результате эксперимента клеточные структуры трихоплаксов не повредились, а на снимках микроскопа чёткость их изображения значительно улучшилась. Исследователи даже смогли увидеть лизосомы — одни из самых мелких частей клетки, которые раньше рассмотреть не удавалось.
Команда учёных также выяснила, что полимерная капля действует как «упаковка» для трихоплаксов. С её помощью животных можно хранить в фосфатном растворе при +4 °С более двух месяцев. Такой метод особенно важен для исследований на орбите: он позволит вернуть биоматериал на Землю после экспериментов в невесомости.
«Наш метод может существенно сэкономить финансы и помочь сохранять биологические образцы в экспедициях. Более того, метод можно использовать для хранения образцов в длительных экспедициях, причём не только морских, но и космических. Представьте: вы ставите эксперименты на МКС и нужно отправить образцы на Землю для дальнейших исследований. Если вы будете посылать живых животных, они испытают перегрузки при приземлении, поэтому эксперимент вряд ли можно будет назвать корректным. Полимеризация по применённому нами методу сохранит биологические образцы для дальнейших исследований», — рассказала научный сотрудник Института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Дарья Романова.