» » Разноцветные нейроны

Разноцветные нейроны


Разноцветные нейроны

Разноцветные нейроны

На фото — нейроны коры головного мозга мыши, окрашенные методом Brainbow (от английского «brain» — «мозг» и «rainbow» — «радуга»), а не фрагмент картины Густава Климта и не полотно художника-абстракциониста, как можно было бы подумать. Эта технология окрашивания позволяет рассмотреть нейроны по отдельности и проследить их связи между собой, в том числе in vivo (на живой ткани при живом организме). Каждая клетка окрашивается случайным образом в разные цвета и благодаря этому хорошо заметна на фоне других нейронов. Разнообразие оттенков достигается смешиванием в разных пропорциях всего нескольких флуоресцентных белков, например зеленого, синего и красного.


Разноцветные нейроны

Разноцветные нейроны

Зубчатая извилина в гиппокампе мыши, окрашенная методом Brainbow. Рисунок из статьи T. A. Weissman et al. Generating and imaging multicolor Brainbow mice


В основе метода лежит так называемая Cre-Lox рекомбинация (см.: Cre-Lox recombination), в процессе которой фермент Cre-рекомбиназа (см.: Cre-recombinase) узнает специфические участки ДНК (lox-сайты), а затем вырезает расположенные между ними фрагменты или переворачивает их. Lox-сайты бывают разных типов, все они одинаково хорошо узнаются рекомбиназой, но разрез происходит только между двумя одинаковыми.

Чтобы заставить клетку светиться произвольным цветом, в ее ДНК внедряется конструкция из цепочки генов разных флуоресцентных белков, чередующихся с lox-сайтами. Перед этим «поездом» помещают регуляторный участок, способный взаимодействовать с ближайшим геном и активировать его. Под воздействием Cre-рекомбиназы порядок или количество генов меняется, и любой из них может провзаимодействовать с регуляторной областью. Это случайный процесс, вероятность оказаться непосредственно после промотора одинакова для всех трех белков. Разнообразие цветов же достигается за счет размещения в клетке нескольких независимых конструкций. В этом случае количество вариантов окраски для каждой клетки многократно возрастает.


Разноцветные нейроны

Один из вариантов внедряемой в ДНК конструкции. Если рекомбиназы нет, клетки не светятся, потому что активаторная область (UAS) отделена от генов флуоресценции (EGFP, mTFP1.0 и mKO2) стоп-сигналом (Stop), и гены «молчат». В противном случае ДНК, расположенная между двумя любыми одинаковыми lox сайтами (1 и 1, 2 и 2, 3 и 3), вырезается вместе со стоп-сигналом, и ген, оказавшийся ближе всех к активаторной области, включается. Если в одной клетке находится несколько таких конструкций, они независимо запускают производство разных белков, и мы наблюдаем смешение цветов. Рисунок из статьи S. Hampel et al., 2010. Drosophila Brainbow: a recombinase-based fluorescence labeling technique to subdivide neural expression patterns


Технология Brainbow примечательна тем, что ее можно использовать in vivo. Вся вышеописанная конструкция с Cre-рекомбиназой и цепочкой флуоресцентных белков может быть перенесена в эмбриональные клетки, из которых впоследствии получают трансгенные организмы с флуоресцентной окраской нейронов. Этот метод успешно работает на таких модельных животных, как мухи и мыши (например, см.: D. Cai et al., 2013. Improved tools for the Brainbow toolbox). Недавно он был переработан для эпителиальных клеток (по аналогии, новая технология получила название «skinbow»), и с его помощью ученые проследили за изменением покровов при регенерации у рыбки Danio rerio (C.-H. Chen et al., 2016. Multicolor cell barcoding technology for long-term surveillance of epithelial regeneration in zebrafish).


Разноцветные нейроны

Обложка журнала Developmental Cell от 21 марта 2016 года, в котором вышла статья, посвященная методу Brainbow


Фото из статьи: Tamily A. Weissman, Joshua R. Sanes, Jeff W. Lichtman, Jean Livet. Generating and imaging multicolor Brainbow mice // Cold Spring Harbor Protocols. 2011. DOI: 10.1101/pdb.top114.

Вера Мухина

03 октябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Создан атлас активности генов в клетках и тканях человека

Международный консорциум ученых рапортовал о завершении очередного этапа проекта FANTOM, цель которого — составить карту генов, работающих в различных тканях и клетках млекопитающих, в первую очередь

Разноцветные дрожжи

На этой микрофотографии вы видите клетки пекарских дрожжей (Saccharomyces cerevisiae), помеченные флюоресцентными красителями в соответствии с тем, к какому штамму (то есть чистой культуре с

Прозрачный мозг

На картинке — изящная иллюстрация действия метода «опрозрачивания» тканей CLARITY (англ...

Ген, работающий в мышцах и костях, у обезьян стал регулировать развитие мозга

В развитии коры головного мозга млекопитающих важнейшую роль играют гены, включающиеся в нейронах при их возбуждении. Американские нейробиологи обнаружили, что ген OSTN, который у большинства

Разнообразие белков гистосовместимости повышает репродуктивный успех у самцов камышовок и снижает у самок

Чаще всего конфликт полов у животных — ситуация, когда самцам и самкам выгодно разнонаправленные изменения какого-либо признака, — связана со сферой размножения. Но недавно у дроздовидных камышовок

Сперматозоиды

Чем отличаются друг от друга сперматозоиды?
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Существует 50% вероятность того, что мы живем в симуляцииВремя эластично: почему на вершине горы время идет быстрее, чем на пляже?На МКС найдено место утечки воздуха. Что дальше?Почему птицы летают клиномКрупнейшая озоновая дыра зафиксирована над Антарктидой11 живописных мест на планете, раскрашенных самой осеньюКаким будет мир с населением 10 миллиардов человек?Самые красивые города на воде