Российская Информационная Сеть
English   Контакты
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ
ТОП-дайджест  Хроника  Эксклюзив  Фоторепортажи  Личное мнение  Погода  Комментарии  Поиск  RSS  Интернет-радио  
 Топ 20 сегодня Топ 20 сегодня 
В Италии мать забыла девочку в машинеВ Италии мать забыла девочку в машине
Google теряет рекламодателей из-за экстремистского видеоGoogle теряет рекламодателей из-за экстремистского видео
Катар продолжает импортировать газ своим соседямКатар продолжает импортировать газ своим соседям
далее топ дня...
 Фотожурнал: фото-топ за месяц, галерея всех фото Фотожурнал 
 Новости партнеров
 Топ новости разделов сегодня Топ новости разделов 
В Астане проходит саммит ШОСВ Астане проходит саммит ШОС
Катар продолжает импортировать газ своим соседямКатар продолжает импортировать газ своим соседям
В Марокко были найдены самые старые останки Homo sapiensВ Марокко были найдены самые старые останки Homo sapiens
Шельфовый ледник в Антарктиде трещит по швамШельфовый ледник в Антарктиде трещит по швам
Apple представила новые умные колонки HomePodApple представила новые умные колонки HomePod
В Италии мать забыла девочку в машинеВ Италии мать забыла девочку в машине
В Индии вспыхнули беспорядки из-за убийства фермеровВ Индии вспыхнули беспорядки из-за убийства фермеров
Google теряет рекламодателей из-за экстремистского видеоGoogle теряет рекламодателей из-за экстремистского видео
Дружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройстваДружба с экс-возлюбленными вызывает психические расстройства
Ариана Гранде и другие звезды выступили в МанчестереАриана Гранде и другие звезды выступили в Манчестере
далее...
 Личное мнение Личное мнение 

 Новости о знаменитостях Знаменитости 
Новость: 21 июля 08:55: John MartinJohn Martin

Новость: 16 июля 18:18: ЧП в московском метро: погибло 19 человекЧП в московском метро: погибло 19 человек


 Заплатим за ваше мнение!
Получайте до 1,5 долларов за каждую заполненную анкету!



 Новости науки и техники Новости науки и техники 
10 октября, 14:23

Ученым удалось создать трехмерный "цифровой эмбрион"

Новости науки и техники: Ученым удалось создать трехмерный "цифровой эмбрион"
Учёным удалось создать трёхмерный "цифровой эмбрион" - детальное, поклеточное описание развития зародыша на протяжении его первых 24 часов.

Чтобы получить видео, они проследили за появлением, движением и делением 20 тысяч клеточек позвоночного, попутно создав новый метод в микроскопии.

Эмбриологическими исследованиями в каком-то смысле занимался даже Аристотель, изучавший развитие птичьих яиц. И хотя современная теория индивидуального развития сформировалась лишь в конце XIX века, именно двум тысячам лет истории эмбриологии мы обязаны полноценными "научными" ответами на когда-то "философские" (в худшем смысле этого слова) вопросы о зарождении жизни.

Благодаря эмбрионам мы узнали о существовании программируемой клеточной гибели и направленной миграции. Вершиной же практического применения этой науки, несмотря на многочисленные этические протесты, стало экстракорпоральное оплодотворение и выделение эмбриональных стволовых клеток.

Переход эмбриологии на новый этап развития каждый раз был связан непосредственно с техническим оснащением лаборатории. Сначала вместе с термостатируемыми столиками появилась возможность наблюдать развитие прямо под микроскопом. Потом на смену карандашу, которым пользовался ещё нобелевский лауреат 2002 года по физиологии и медицине Джон Салстон, пришли фото- и видеокамеры - сначала аналоговые, а потом и цифровые. Наконец, на смену обычному рассеянию света пришла флуоресценция, микроманипуляторы сделали возможным внедрение ядер в клетки, а вирусные "векторы" - отдельных генов в находящиеся в ядрах ДНК.

Объединив всё вышеупомянутое и помножив на немецкую скрупулезность, Филипп Келлер и его коллеги смогли проследить за каждой клеточкой, развивающейся из единственной зиготы модельной рыбки данио (Danio rerio) до состояния зародыша из 20 тысяч клеток - за их появлением, перемещением и делением.

Поскольку в своём эмбриональном развитии люди также проходят стадии, соответствующие своим эволюционным предшествиям ("онтогенез повторяет филогенез" по формулировке Геккеля), полученные результаты имеют некоторое отношение и к появлению человека.

Конечно, подобного рода попытки предпринимались и до сегодняшнего дня. Например, любимец генетиков круглый червь Caenorhabditis elegans прозрачен, неприхотлив с точки зрения условий и питания, и его эмбрионы отлично развиваются в лаборатории. Но одно дело 671 достаточно крупная клеточка червя за весь период наблюдения, и совсем другое - тысячи меньших по размеру клеток позвоночных, образующихся уже на первых часах развития.

Теперь представьте, что границы живого эмбриона и так неразличимы даже на большом увеличении микроскопа, так что о наблюдении отдельных клеток без окрашивания и говорить не приходится.

Тут на помощь Келлеру, как и его многочисленным коллегам в течение последнего десятилетия, пришёл ставший в минувшую среду "нобелевским" зеленый флуоресцирующий белок, GFP.

Ученые вставили кодирующий его ген в эмбрион данио, когда тот находился еще на одноклеточной стадии. Все клетки-потомки "икринки" тоже синтезировали белок, причем располагался он исключительно в области ядра, что позволяло легко различать отдельные клетки и даже отслеживать деления.

Теоретически наблюдать все это можно в обычный флуоресцентный или конфокальный микроскоп, но вот разрешающая способность, да и способность отслеживать динамику событий все равно остается недостаточной. Кроме того, конфокальный микроскоп, к примеру, требует достаточно высокой плотности световой энергии в исследуемой точке, которая может привести к повреждению клеток.

Авторам публикации в Science пришлось изобрести более подходящий для своей цели способ, причем не только в микроскопии, но и в обработке изображений.

За счет "возбуждающих" лазерных лучей, двигающихся как горизонтально, так и вертикально, ученые смогли добиться не только высокой разрешающей способности по всем трем осям, но и большей скорости сканирования. В среднем аппарат "анализировал" в секунду 63 миллиона вокселей - элементарных единиц объема (по аналогии с пикселем - элементарной единицы площади). В реальности каждый куб получался из примерно 400 цифровых снимков по 4 мегапикселя каждый (2048 столбцов по 2048 пикселей в каждом); эпизоды сканирования повторялись раз в минуту или полторы минуты.

Изображение, полученное с помощью лазерной сканирующей флуоресцентной тонколистовой микроскопии (так называется новый метод), доступно лишь в цифровом формате - в окуляры микроскопа ничего подобного увидеть невозможно. Отображаемая на мониторе картинка - результат "восстановления" информации компьютером.

Это восстановление по точкам стало для учёных вторым поводом для гордости. Благодаря специально разработанной компьютерной программе им удалось в течение 24 часов непрерывно отслеживать деление, миграцию и превращения тысяч клеток. Всего были получены свыше тысячи кубов данных по 63 миллиона вокселей в каждом. Каждый куб анализировался, по положению флуоресцирующих ядер на соседних кадрах идентифицировались отдельные клетки, их движение и, иногда, деление.

Конечным итогом стало создание "цифрового" эмбриона - компьютерной модели первых суток индивидуального развития, "усредненной" по семи исследованным эмбрионам.

Публике учёные представили три видеоролика, показывающие развитие эмбриона от стадии из чуть более сотни клеток через полтора часа после оплодотворения до уже хорошо различимого зародыша через сутки. На первом из роликов, вынесенном к заголовку статьи, цвета клеток кодируют скорости их перемещения. На втором цветом закодированы направления движения, на третьем синим цветом показаны новые клетки каждого кадра, а красным - только что "поделившиеся" (это разделение, конечно, условно). Обратите внимание на "пульсы" деления ещё почти не отличающихся клеток в самом начале роликов.

"Методологическая", на первый взгляд, работа принесла и первые научные результаты. Во-первых, Келлер смог разрешить вопрос о моменте формирования асимметрии, доказав, что это происходит на стадии 512-клеточного эмбриона. Вторая находка продемонстрировала все возможности метода: ученые точно отследили источник гипобласта, в дальнейшем дающего начало двум зародышевым листкам: мезодерме и эндодерме.

Безусловно, исследовательская группа в скором времени перейдет и к "теплокровным эмбрионам", но новых результатов от Келлера можно ждать и до этого: уже полученное "видео" хранит в себе огромное количество информации, достаточное для доброго десятка публикаций.

Петр Смирнов
[Читать все комментарии] [Напечатать новость]
http://www.gazeta.ru
  Комментарии к новости 
[Добавить комментарий]

Комментариев к этой новости пока нет. Добавьте первым свой комментарий!
[Добавить комментарий]
 Хроника новостей: Новости науки и техники Хроника новостей 
Огромный ледник в Антарктиде раскололся изнутри

6 июля 16:54
Запуск новой ракеты-носителя в Китае закончился неудачно

3 июля 13:35
Япония планирует доставить человека на луну в 2030 году

29 июня 14:42
SpaceX провела два успешных запуска за выходные

26 июня 12:30
В парижском пригороде Ле Бурже открылся аэрокосмический салон

20 июня 16:58
Шельфовый ледник в Антарктиде трещит по швам

2 июня 11:42
Microsoft впервые показала крупнейший самолёт-носитель

1 июня 09:41
Российские ученые создали новый эталон килограмма

27 апреля 16:52
Cassini прошел сквозь кольца Сатурна

27 апреля 10:52
Астероид 2014 JO25 прошел на минимальном расстоянии от Земли

20 апреля 16:49
В Египте обнаружены 8 мумий

19 апреля 12:47
Гидротермальные жерла на Энцеладе могут хранить в себе жизнь

18 апреля 10:46
SpaceX запустила ракетоноситель

31 марта 13:36
В Петрозаводске возобновились испытания новейшего экраноплана

27 марта 15:36
На автомобиль установили первую систему "ЭРА-ГЛОНАСС"

23 марта 15:42
Тайна гибели первой советской подлодки "Декабрист" будет раскрыта

22 марта 16:53
К испытанию готовится самолет дальнего управления А-100 "Премьер"

17 марта 14:38
SpaceX отправит на Луну двух туристов

28 февраля 14:05
"Прогресс" успешно стартовал с космодрома Байконур

22 февраля 14:21
На МКС отправлен космический корабль "Дракон"

20 февраля 13:37
50-летие отмечает подземная Баксанская обсерватория

8 февраля 16:57
В Мордовии ученые научились выращивать искусственные кристаллы карбида кремния

7 февраля 16:48
Телескоп Хаббл запечатлел смерть звезды

7 февраля 12:31
Астрономы нашли причины загадочно быстрого движения Галактики

1 февраля 10:51
Астероид BH30 прошел на жутко близком расстоянии от Земли

31 января 13:23
Ученые обнаружили 40 неизвестных науке астероидов

26 января 16:20
На дорогах России в скором времени появятся беспилотные грузовики

23 января 11:30
НАСА: Мы не готовы к столкновению астероида с Землей

15 декабря 13:35
Морская авиация получила первый арктический Ми-8

23 ноября 16:11
Япония создаст искусственные метеоры

24 октября 12:54
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13  14  15  16  17  18  19  20  21  22  23  24  25 >> 936
 Главная новость дня Главная новость дня 
Южная Корея заставит Пхеньян отказаться от ядерного оружия Южная Корея заставит Пхеньян отказаться от ядерного оружия
 
 Эксклюзив Эксклюзив 
Пора ли продавать акции Apple? Пора ли продавать акции Apple?
 
  Топ новостей Опросы 
 Фоторепортажи: новости с подборкой фотографий Фоторепортажи 
Вера Брежнева разделась для мужского журнала ХХL (фото)
Марк Цукерберг повел дочку на вакцинацию
Юлия Началова страдает от прогрессирующей подагры (фото)
Шепелева обвинили во лжи
Николас Кейдж сломал ногу во время съемок
 Новости партнеров
 Новости дня Новости дня 
 
  Copyright © RIN 2000-
* Обратная связь
Контактная информация  
Политика  Общество  Экономика  Деловые  Наука  Hi-Tech  Культура  Шоу-бизнес  Спорт  Происшествия  Криминал  Скандалы  Пикантные  Зарубежные  ИноСМИ