Ученые из университета Висконсина и Медицинского института Говарда Хьюза (США) предложили новый способ увидеть сотни биомолекул одновременно в неповрежденной ткани. Определение местоположения липидов, метаболитов и белков в их родной среде важно для понимания их функции и взаимодействия. Ранее это было невозможно в силу ограниченных возможностей микроскопов и масс-спектрометрии.
Ученые буквально растянули ткани. На создание метода их вдохновила технология микроскопии расширения — это когда ткань помещают в специальный гель, который увеличивается в размерах, не разрушая структуру. В результате ткань увеличивается в несколько раз — как рисунок, напечатанный на воздушном шаре. Это позволяет различать мельчайшие детали обычным микроскопом и применять масс-спектрометрию к расширенному образцу — уже с достаточной точностью, чтобы видеть молекулы в пределах отдельных клеток.
Исследователи применили этот метод к мозжечку — отделу мозга, ответственному за координацию движений. Они обнаружили, что три слоя мозжечка (молекулярный, зернистый и слой белого вещества) обладают уникальными наборами липидов, белков и других молекул. Ранее считалось, что распределение молекул в мозге относительно равномерное, теперь оказалось, что это не так. Каждый слой имеет свою биохимическую подпись.
Ученые применили метод к тканям почек, поджелудочной железы, а также опухолям. В последнем случае они увидели, что молекулы распределяются очень неравномерно — это может помочь лучше понять, как формируются и развиваются злокачественные новообразования.
Главное преимущество метода в том, что он не требует сложного оборудования. Все, что нужно, — стандартная масс-спектрометрия и способность применять метод расширения ткани.
Теперь ученые смогут не просто видеть молекулы, а обнаруживать, где именно они работают в реальном контексте. Это может изменить подход к изучению старения, заболеваний и разработке лекарств.
Ранее мы рассказывали о новой технологии микроскопии SIMIP, которая также позволяет рассмотреть ткани на молекулярном уровне.