MIT kimya mühendisleri ve sinirbilimciler biyolojik dokuları korumak için proteinler, DNA ve hücrelerdeki diğer molekülleri görselleştirmelerine ve nöronlar arasındaki bağlantıları eşleştirmelerine izin verecek yeni bir yöntem geliştirdiler.
Araştırmacılar, beynin bir bölümündeki nöronlar arasındaki bağlantıları izlemek için hareket ve diğer beyinleri kontrol etmeye yardımcı olan SHIELD olarak bilinen bu yöntemi kullanabileceklerini gösterdiler.
“Tekniği kullanarak ilk defa bu nöronların bağlantılarını tek hücreli çözünürlükte haritalayabildik” diyor kimya mühendisliği profesörü ve MIT Tıp Mühendisliği ve Fen Bilimleri Enstitüsü üyesi Kwanghun Chung ve Picower Öğrenme ve Bellek Enstitüsü. “Bu çok boyutlu, çok boyutlu bilgileri aynı dokudan tamamen entegre bir şekilde alabiliriz çünkü SHIELD ile tüm bu bilgileri koruyabiliriz.”
Chung, 17 Aralık Doğa Biyoteknolojisi sayısında çıkan makalenin kıdemli yazarıdır. Makalenin baş yazarları MIT postdocs Young-Gyun Park, Chang Ho Sohn ve Ritchie Chen'dir.
Chung şu anda, son zamanlarda Ulusal Sağlık Enstitüleri'ne verilen ve tüm insan beyninin üç boyutlu haritalarını üretmek için bu tekniği kullanması için birkaç enstitüden bir araştırma ekibine liderlik ediyor. “MGH'deki Matthew Frosch grubu, MGH'deki Van Wedeen grubu, Princeton'daki Sebastian Seung grubu ve MIT Lincoln Lab'daki Laura Brattain grubu ile en kapsamlı beyin haritasını oluşturmak için çalışacağız” diyor.
Kayıt bilgileri
Brain dokusu çok hassastır ve dokuyu hasardan korumak için gerekli adımlar atılmadıkça kolayca incelenemez. Chung ve diğer araştırmacılar, daha önce hangi genlerin açıldığını ortaya çıkaran proteinler veya haberci RNA da dahil olmak üzere, araştırma için beyin dokusunun belirli moleküler bileşenlerini korumalarını sağlayan teknikler geliştirmişlerdir.
Asdfgh, Ancak, Chung, “Her şeyi koruyacak iyi bir yöntem yoktur” diyor.
Chung ve meslektaşları, poliepoksitler denilen ve genellikle yapıştırıcıları üretmek için kullanılan reaktif organik moleküller denilen molekülleri kullanarak dokuları daha iyi koruyabileceklerini varsaydılar. Piyasada bulunan birçok poliepoksitleri test ettiler ve kendi amaçları için ideal kılan belirgin yapısal özelliklere sahip olanı keşfettiler.
Seçtikleri epoksit, her biri belirli amino asitlere (proteinlerin yapıtaşları) ve DNA ve RNA gibi diğer moleküllere bağlanabilen beş dala sahiptir. Esnek omurga, epoksitlerin hedef moleküller boyunca birkaç noktaya bağlanmasına ve yakındaki biyomoleküller ile çapraz bağlar oluşturmasına izin verir. Bu, bireysel biyomolekülleri ve tüm doku yapısını, ısı, asit veya diğer zararlı ajanların zarar görmesine karşı çok dayanıklı ve dirençli hale getirir. SHIELD ayrıca protein floresanı ve antijenite gibi biyomoleküllerin temel özelliklerini de korur.
Büyük ölçekli beyin dokularını ve klinik numuneleri korumak için araştırmacılar SHIELD'i SWITCH ile birleştirdiler, kimyasal reaksiyon hızını kontrol etmek için geliştirdikleri bir başka teknik. İlk olarak, epoksitlerin tüm doku boyunca dağılması için zaman vermek üzere kimyasal reaksiyonları durduran SWITCH-OFF tamponunu kullanırlar. Araştırmacılar örneği SWITCH-ON durumuna getirdiğinde, epoksitler yakındaki moleküllere bağlanmaya başlar.
ÖRNEK SHIELD korumalı dokunun temizleme ve etiketleme sürecini hızlandırmak için, araştırmacılar ayrıca daha önce gösterdikleri rastgele değişen bir elektrik alanı uygulamışlardı, bu moleküllerin taşıma oranını arttırıyor. Bu yazıda, korumadan biyopsi dokusunun etiketlenmesine kadar geçen tüm sürecin sadece dört saat içinde yapılabileceğini gösterdiler.
“Bu SHIELD kaplamanın proteinleri sert baskılayıcılara karşı sabit tuttuğunu bulduk” diyor Chung. “İstediğimiz tüm bilgileri koruyabildiğimiz ve birçok aşamada çıkarabildiğimiz için, biyolojik bileşenlerin işlevlerini daha iyi anlayabiliriz.