Новый оптический метод сделал рыбок данио-рерио прозрачными
Российские ученые предложили новый неинвазивный метод для исследования кровеносной системы рыбок данио-рерио. Просвечивая их тело волнами света в инфракрасном диапазоне, авторы смогли наблюдать за биением сердца, расположением сосудов и кровотоком не только на самых ранних стадиях развития, когда личинки визуально прозрачны, но и на значительно более поздних стадиях, когда исследуемые особи практически не пропускают видимый свет. Предложенный подход поможет детальнее изучить действие лекарственных препаратов, экологических и других факторов на функционирование сердечно-сосудистой системы, а также исследовать процессы развития ее патологий.
Результаты исследования, поддержанного грантом Российского научного фонда (РНФ), опубликованы в журнале Scientific Reports. Рыбки данио-рерио — один из самых любимых модельных объектов у биологов. Эти животные неприхотливы в содержании, быстро растут, а также имеют кровеносную систему, похожую по строению на таковую у эмбрионов человека. Поэтому на примере данио-рерио часто изучают болезни сердца и патологии сердечно-сосудистой системы. Такие исследования часто проводят оптическими методами, не наносящими вреда животным: прозрачное тело рыбок просвечивают видимым и ближним инфракрасным излучением.
Интенсивность прошедшего света при наличии кровотока зависит от сердечного ритма, и, наблюдая за изменениями, исследователи могут обнаруживать содержащие кровь структуры, строить карты сосудов, измерять сердечные ритмы и решать многие другие задачи, связанные с анализом строения сердечно-сосудистой системы. Однако такие оптические подходы хорошо работают, пока рыбки маленькие и прозрачные. По мере взросления — уже в возрасте одной недели — они приобретают окраску, которая не дает видимому излучению проникнуть сквозь ткани. Поэтому ученые ищут подходы, которые позволят исследовать строение и функционирование сердечно-сосудистой системы рыбок, даже когда их тела перестанут быть прозрачными.
Исследователи из Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН (Москва), Национального исследовательского университета ИТМО (Санкт-Петербург), Московского государственного технического университета имени Н. Э. Баумана (Москва), Московского государственного университета имени М. В. Ломоносова (Москва) и Института биологии внутренних вод имени И. Д. Папанина РАН (Борок) предложили использовать для исследования сердечно-сосудистой системы электромагнитное излучение более длинноволнового диапазона, чем в стандартных оптических методах. Обычно в экспериментах применяют видимый и ближний инфракрасный свет с длинами волн от 400 до 1000 нанометров, который удобен с точки зрения визуальных наблюдений и регистрации обычными видеокамерами.
Чтобы охватить более широкий спектр, авторы установили в микроскоп два варианта приемников излучения — первый работал в диапазоне 400–1000 нанометров, а второй — 900–1700 нанометров. Затем исследователи сравнили эти два режима, наблюдая за сердечно-сосудистой системой большого количества взрослых рыбок данио-рерио. Эксперименты показали, что оба подхода позволяют проследить за динамикой биения сердца рыб, благодаря чему их можно использовать при изучении нарушений сердечного ритма.
Однако с помощью первого, более коротковолнового диапазона (400–1000 нанометров) не удается рассмотреть сосуды рыб сквозь пигментированные участки кожи, а также определить скорость кровотока в этих местах. С помощью регистрации и анализа более длинноволнового излучения, напротив, ученые получили детальные изображения даже самых мелких сосудов. Это объясняется тем, что окраска покровов оказывается «прозрачной» для длин волн в диапазоне 900–1700 нанометров.
«Предложенные нами подходы открывают возможность исследовать развитие и патологии сердечно-сосудистой системы у более взрослых рыб данио-рерио, не нанося при этом никакого вреда самим животным. Долгосрочные эксперименты на этих модельных объектах важны для разработки новых подходов к диагностике и лечению патологий кровеносной системы. Мы продолжим и дальше совершенствовать оптические методы, расширяя возможности неинвазивной диагностики различных тканей и внутренних органов», — рассказывает Демид Хохлов, младший научный сотрудник лаборатории акустооптической спектроскопии Научно-технологического центра уникального приборостроения РАН.
Telegram 
Дзен 
VK Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно