d_kishkinev (d_kishkinev) wrote,
d_kishkinev
d_kishkinev

Создание неинвазивного метода визуализации экспрессии генов

Пока гулял на море, подумал о разных прикладных значениях в нашей области - исследовании магниторецепции. Вообще часто приходит на ум идея о том, а как визуализировать экспрессию генов в мозге или иных тканях у животных, не убивая их, что приходится часто делать (и убивать не хочется, да и хочется видеть динамику экспрессии генов у одного и того же животного, а убить можно только один раз). Намагниченные материалы можно обнаружить глубоко в тканях. Ну и тут приходит незамысловатая идея - использовать намагничиваемый материал как proxy и медиатор, показывающий степень экспрессии того или иного гена.

В прошлом году я уже писал про работу в MIT, где люди развивают стимуляцию нейронов через намагниченные частички.

Вырисовывается следующая схема. Если мы найдем и опишем у животных, желательно позвоночных, магниторецептор и гены, управляющие биосинтезом намагничиваемых структур, то можно внедрить эти гены в некий модельный организм и вкл или выключать синтез намагниченных частичек в нейронах или иных клеток в зависимости от синтеза таргетных iRNA или белков. Допустим нас интересует экспрессия одного из IEGs генов (генов раннего реагирования - регуляторные протеины, экспрессирующиеся во многих нейронах в ответ на их возбуждение, т.е. по сути маркеры нейронной активности). Тот же c-fos или ZENK. Мы можем себе представить конструкт - регуляторный белок, введеный в клетку на эмбриональном этапе - который присоединяет iRNA нужного гена и только тогда способен снимать блок с регуляторного участка гена (ов), ответственных за биосинтез магнетита. Тогда в тех нейронах, где много ZENK (т.е. активных нейронах) будет происходить биосинтез магнетита, и уже инженерная задача будет заключаться в том, чтобы по остаточной намагниченности или через магнитотермической стимуляцией (см. статья по ссылке) визуализировать эти клетки. Знаю, что коллеги уже ведут в Вене работу по созданию искусственных намагниченных частичек, прикрепленных к нейронной мембране и позволяющие вкл и выключать нужные нейроны за счет магнитных полей. Вообще, на эту тему многие думают. И конечно есть целый комплекс задач, все из которых нужно решить и потом решения объеденить:

- нахождение и понимание комплекса генов, ответственных за биосинтез магнетита
- создание генетического конструкта, который регулирует работу этих генов в зависимости от таргетных метаболитов (конкретных мРНК как пример, но может быть любое вещество в теории)
- доставка этого комплекса в клетки - все или выборочные
- визуализация с достаточной точностью концентрации намагниченных частичек
- решение возможных проблем, вызванных такими изменениями генома и самими частичками

Глядя на всё это, понимаешь еще больше, как важно в ближайшем будущем найти и описать конкретные магниторецепторы у животных, т.к. это может быть ключ к пониманию биосинтеза намагниченных частичек. Можно конечно взять гены магнитотактических бактерий и от них плясать, но возможно эти гены работают специфично в бактериальной прокариотической клетке, а у эукариот всё иначе.

Но вообще подобный или принципиальной иной способ неинвазивной визуализации экспрессии нужных генов очень возможно будет революцией в фундаментальной и прикладной науке. Представьте мир, в котором вам можно у конкретного индивида видеть time series экспрессии конкретного гена - видеть зарождение и развитие болезни (н-р экспрессия амилоидного белка, связанного с Альцгейрером), видеть как происходят процессы во всех клетках мозга, не убивая животное и не производя сложного и долгого анализа экспрессии генов разными инммуногистохимическими методами, когда на каждый time point нужно убить и обработать целую группу животных, что занимает месяцы и годы.
Tags: ideas, magnetoreception, science, thoughts
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 0 comments