Разработан новый подход к МРТ для изучения растений
Международная группа ученых создала метод МРТ специально для применения в науках о растениях. Он позволяет неинвазивно получить данные о метаболизме сахаров и аминокислот в сложных системах, таких как плоды и клубни.
Технологии «омики» — геномика, транскриптомика, протеомика и метаболомика — находятся на переднем крае открытий науки о растениях и системной биологии. Метаболом — совокупность метаболитов, конечных продуктов обмена веществ в клетке, ткани, органе или организме — постоянно меняющаяся система, в отличие от относительно стабильного генома. Концентрация метаболитов значительно колеблется как пространственно, так и во времени.
В биомедицине для исследований in vivo, в живом организме или клетке, чаще всего используют ядерно-магнитный резонанс (ЯМР) или магнитно-резонансную томографию (МРТ). Науки о растениях раньше не применяли эти диагностические методы широко, хотя и хотели бы.
Международная группа ученых создала метод МРТ специально для использования в науках о растениях. Химический обмен насыщения (chemical exchange saturation transfer, CEST) позволяет неинвазивно получить доступ к данным о метаболизме сахаров и аминокислот в сложных органах-коллекторах (семенах, плодах, корнях и клубнях) важных сельскохозяйственных культур, таких как кукуруза, ячмень, горох, картофель, сахарная свекла и сахарный тростник.
Научная работа опубликована в журнале Science Advances.
Стандартная ЯМР-томография биологической ткани основана на сигналах, генерируемых протонами воды или жиров. В разнообразных метаболитах концентрация протонов на три порядка величины ниже, чем у воды, поэтому in vivo обнаружение метаболитов требует подавления сигнала воды. В CEST-методе магнетизация передается от других молекул молекулам воды, а снижение сигнала от первичных молекул снижает сигнал от воды.
CEST позволяет обнаруживать различные метаболиты на основе их способности обмениваться протонами с водой. Это обеспечивает дополнительный контраст МРТ. Благодаря высокой чувствительности и низкой восприимчивости к неоднородностям магнитного поля CEST анализирует равномерные ботанические образцы, недоступные для традиционной магнитно-резонансной спектроскопии.
Исследовательская группа продемонстрировала, что CEST позволяет получать микроскопическое разрешение и динамическую оценку распределения сахаров и аминокислот, несмотря на магнитную неоднородность образцов. Эффективность метода не зависит от вида, сорта и органа растения.
Для ученых особенной ценностью стала возможность неинвазивно визуализировать метаболиты без необходимости предварительного маркирования или обработки образцов. Исследовательская группа продемонстрировала динамику метаболитов в растущих семенах, чего не позволяли традиционные методы. Селекционеры очень заинтересованы в знаниях о пространственно-временной динамике сахаров и аминокислот в органах-коллекторах.
Визуализация динамики метаболитов в живых растениях позволяет установить связи между структурными и метаболическими взаимодействиями в реакциях растений на изменение среды. CEST открывает новые возможности для мониторинга динамических изменений в живых растениях. Это особенно важно для селекционных исследований путем in vivo.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
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.
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.
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
Последние комментарии