2020年7月23日

生物实验室科学家开发了新的成像方法

在现代生物医学科学领域取得的非凡进步,在很大程度上可以归因于成像技术,该技术使科学家能够在自然组织环境中观察组织和器官的结构和功能,而不是更详细地观察组织和器官。肉眼可能。

但是,这种能力仅限于少数传统的动物模型系统,包括蠕虫,苍蝇和老鼠,要么是由于使其易于成像的组织特性(例如缺乏天然色素沉着),要么是由于所使用的技术在这些模型中用于制备显微标本的方法不能广泛应用于多种动物。

但是,MDI生物实验室的Prayag Murawala博士及其合作者开发了一种新的成像技术,这使人们能够前所未有地洞察亚细胞结构,组织,器官甚至整个生物体,并且由于其广泛的适用性而得到了广泛应用可以研究的动物模型范围,可以探索的过程以及可以解决的生物学问题。

穆拉瓦拉说:“传统动物模型的使用为科学进步做出了巨大贡献,但是这些模型只代表了生态或进化利益的一小部分。” “通过开发一种可以打开以前无法访问的影像模型的方法,我们希望加快发现的过程,并将其转化为人类疾病的新疗法和新疗法。”

快速,简单且强大的新方法称为DEEP-Clear(DEpigmEntation-Plus-Clearing),是国际期刊上最近发表的论文的主题 科学进步 Murawala是其中的特约作者。

这篇名为“探索神经系统多样性的多功能色素沉着,清除和标记方法”的文章由来自奥地利维也纳的研究机构和大学的16人小组撰写,由维也纳科技大学的Hans-Ulrich Dodt领导维也纳医科大学和维也纳大学的Florian Raible。

最近加入MDI生物实验室担任助理教授的Murawala在维也纳分子病理学研究所进行了论文研究,在那里他研究了the的肢体和脊髓再生,a是一种高度再生的sal,是论文的主题。 。他将继续在MDI生物实验室研究study,该实验室专注于再生医学的研究。

穆拉瓦拉说,这种新方法的主要优点是,它允许使用最新影像技术的科学家从三个维度而不是通常的两个维​​度观察标本。除了使科学家能够在细胞水平上更好地跟踪生物过程外,该方法还避免了使用传统技术可能发生的结构破坏,传统技术涉及将组织切成薄层或切片。

Murawala说,DEEP-Clear方法对于研究发育,神经科学和再生的科学家特别有价值。例如,它可用于研究小型生物体的整个神经系统,或通过调查迁移到肢体或肢体组织部位的细胞的行为动力学来了解再生过程。正在再生。

穆拉瓦拉解释说:“传统技术限制了我们对生物学的理解。” “如果您想了解神经元[神经细胞]之间的联系,例如,神经元如何将大脑的一部分与另一部分或与脊髓相连,那么您将无法在一个部分中捕捉到这一点,因为您仅限于二维。”

通过解决标本制备中的主要问题之一,新方法扩大了光学可访问的模型生物的名册:天然色素对光的吸收,这限制了标本成像的深度。尽管传统技术在像老鼠大脑这样的非色素器官中效果很好,但是眼睛和皮肤中的色素对研究非传统模型的标本构成了挑战。

除了消除可能遮挡组织和器官的色素沉着外,新方法还解决了传统方法带来的另一个问题:由折射率差异(RIs)引起的光散射,或光通过各种类型的光斑传播的速度。分子,即水,脂肪和蛋白质。该方法基于无色素标本中使用的技术来解决RI异质性问题。

该方法的另一个优点是可以在各种规模上使用,从对共聚焦显微镜进行的详细高分辨率研究(使用针孔照亮关注点)到对光片显微镜进行三维成像,这是因为它使用非常薄的激光平面而不是点来扫描标本,因此有利于追踪活生物体中的细胞和组织。

开发具有潜力的新工具以扩大生物学研究中使用的模型动物的名册,标志着生物科学的起源以及MDI生物实验室的起源。在开发可与少数优选物种结合使用的先进工具之前,生物学家研究了多种模型,其中许多是从海洋中采集的。

拥有122年历史的实验室是众多实验室之一 最初成立是为了研究海洋生物的多样性。多年来,其科学家研究了螃蟹,鱼类,水母,海鞘,海豹,鲨鱼,溜冰鞋,海星等。尽管目标始终是使用最适合所研究问题的模型,但由于缺乏用于研究非传统模型的新工具,因此并非总是可行。

该实验室的总裁医学博士赫尔曼·哈勒说:“自然界富含科学和医学可以学习的生物。” “通过开发一种可应用于广泛的物种和实验方法的成像方法,Prayag正在MDI生物实验室在比较情况下使用非传统物种的悠久而卓越的发现历史上建立基础。”

在维也纳,Murawala是Elly Tanaka博士实验室的博士后研究员,该博士是一位备受推崇的科学家(也是该论文的另一作者),他研究a的肢体和脊髓再生。该论文是研究的五个非传统物种之一,,在再生医学研究中倍受青睐,因为与哺乳动物不同,它可以使几乎任何身体部位再生。


进一步探索

深入研究动物

更多信息: Marko Pende等人,《探索神经系统多样性的一种通用的脱色,清除和标记方法》, 科学进步 (2020)。 DOI:10.1126 / sciadv.aba0365
期刊信息: 科学进步

Provided 通过 沙漠山生物实验室
引文: 生物实验室科学家开发了新的成像方法(2020年7月23日) 2020年10月14日检索 from //xasqxhb.com/news/2020-07-biological-laboratory-scientist-imaging-method.html
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