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 Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
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
Последние комментарии