Материалы портала «Научная Россия»

С участием томских учёных разработан новый метод в эмбриологии

С участием томских учёных разработан новый метод в эмбриологии
Вместе с коллегами из США и Германии биофизики из ТПУ презентовали метод исследования развития живых эмбрионов с помощью рентгеновской томографии

Команда сотрудников Физико-технического института Томского политехнического университета совместно с коллегами из Германии и Америки презентовала для научной общественности новый метод для изучения развития живых эмбрионов и анализа движения внутренних клеток и структур с помощью рентгеновской томографии. Накануне учёные опубликовали совместную статью на эту тему в Nature – одном из самых престижных научных журналов мира. Разработанный ими метод может быть применён в сфере генетики, молекулярной биологии, а также может помочь в медицине для разработки новых лекарств и исследования заболеваний человека.

Новизна предлагаемой технологии состоит в том, что она основана не на абсорбции рентгеновских лучей, как прочие методы рентгеновской томографии, а на их дифракции.

«Дифракция рентгеновских лучей позволяет визуализировать мягкие ткани с большой разрешающей способностью. В нашей работе нам удалось не только различить индивидуальные клетки и их структуру, но и проанализировать миграцию этих клеток, так же как и динамику клеточных групп, формирующих органы. Дифракция позволяет существенно снизить дозу рентгеновского излучения, что особенно важно при исследовании чувствительных тканей в живых организмах», – объясняет физик Ральф Хоффман из Технологического института Карлсруэ (KIT), ФРГ.

Свое исследование учёные сфокусировали на изучении ранней стадии развития эмбриона южноафриканской гладкой шпорцевой лягушки Xenopus laevis. Этот вид животного является важнейшим модельным организмом в эмбриологии, клеточной биологии, токсикологии и нейробиологии. Именно на нём в 1958 году британский учёный, лауреат нобелевской премии по медицине 2012 года Джон Гёрдон провёл успешный эксперимент по выделению стволовых клеток.

На ранней стадии развития зародыша, называемой гаструляцией, однородное скопление нескольких сотен клеток превращается в сложный, многослойный организм, клетки которого в результате дальнейшей дифференциации создают нервную систему, мышцы и внутренние органы. Однако у лягушки Xenopus laevis эмбрионы непрозрачны и не могут быть исследованы оптическими методами, такими как микроскопия, поэтому их клеточные процессы до сих пор остаются слабо изученными.

Призвав на помощь рентген, немецкие, американские и российские учёные скомбинировали его с алгоритмами автоматизированной обработки и анализа данных для того, чтобы изучить динамику эмбрионального развития и движение клеток.

«Это потрясающая возможность наблюдать эти процессы в живом, развивающемся эмбрионе», – рассказывает ещё один соавтор статьи, зоолог Юбин Кашеф.

«Как и сами эмбрионы во время своего развития, данные, полученные с детекторов рентгеновского излучения (серии рентгеновских снимков), проходят множество стадий. Данные могут быть проанализированы только после сложной обработки, реконструкции и сегментации, применения алгоритмов вычисления динамики движений и трехмерной визуализации», – поясняет докторант KIT и сотрудник кафедры общей физики ТПУ Алексей Ершов.

Источник: news.tpu.ru

биофизика международное сотрудничество рентген томография томск тпу эмбриология

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий