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 Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
Долгое время считалось, что гигантские стрекозообразные, жившие 300 миллионов лет назад, стали такими из‑за высокого содержания кислорода. Тогда в атмосфере его было около 30% вместо сегодняшних 21%. Учёные полагали, что крупные насекомые задохнулись бы в нашей атмосфере. Но оказалось, что это не так.
Нуклеосомы — основные «катушки» упаковки ДНК — почти всегда находятся в искаженном состоянии, а не в аккуратной и стабильной форме, как считалось десятилетиями. Именно через такие микроскопические изменения, как выяснили ученые, клетка регулирует работу генов — а значит, управляет развитием, реакцией на внешние раздражители и даже возникновением болезней.
Шведские биологи отследили миграцию обыкновенного соловья с помощью миниатюрных датчиков-рюкзаков. Как оказалось, при пересечении Сахары и Аравийской пустыни птицы летят только по ночам и не ищут пищу. Соловьи преодолевают пустыню без дозаправки, полагаясь лишь на накопленный заранее жир.
На границе возможностей оптоволокна лазерный пучок самоорганизовывается в мощный, сфокусированный луч-иглу. Параметры этого излучения таковы, что позволяют в реальном времени без дополнительных ухищрений рассматривать клеточные процессы.
Ученые давно сделали вывод о том, что в поздней Античности монеты перестали представлять собой цену как валюта, однако не было понятно когда именно это произошло. Новое исследование погребения римского воина из бельгийского форта Оденбург показало, в какой момент монеты стали цениться просто весом металла в кошельке.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
Четыре человека, летящие к Луне, столкнулись с целым рядом мелких неприятностей — от низкой температуры в начале работы до поломки мочевыводящей системы туалета на вторые сутки и необходимости взамен пользоваться пакетами. К счастью, пока самые крупные сложности удалось компенсировать. Но все они вместе могут сдвинуть ситуацию к решению, о котором Naked Science уже говорил в нашем видеоподкасте о миссии: не исключено, что при высадке астронавтов на Луне их корабль состыкуют со Starship не на окололунной, а уже на околоземной орбите.
Когда международная экспедиционная группа, исследующая море Уэдделла в Антарктиде на борту ледокола «Поларштерн», попыталась укрыться от шторма, ученые и экипаж судна удивились внезапному появлению острова, не обозначенного ни на одной морской карте.
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