Американские ученые из университета Дьюка вывели линию трансгенных рыбок данио рерио, Danio rerio, с разноцветными   клетками покровного эпителия. Наблюдая рост цветных клеток, авторы исследования смогли увидеть процесс регенерации тканей. Исследование опубликовано в Developmental Cell, кратко о нем сообщается в пресс-релизе университета Дьюка.

Для получения трансгенных рыбок исследователи модифицировали технологию Brainbow, которая позволяет «помечать» отдельные нейроны в мозге с помощью флуоресцентных белков, способных светиться разными цветами, и таким образом исследователи могут отличить окрашенный нейрон от соседей. Авторы работы разработали технологию, которую они по аналогии назвали Skinbow и с ее помощью они «раскрашивали» клетки покровного эпителия у рыбок. В результате каждая клетка начинала испускать зеленый, красный и синий цвета в случайных комбинациях и ученые смогли достоверно различать под микроскопом более 70 оттенков.

«Это как если бы у каждой клетки был свой индивидуальный штрихкод. Вы можете в точности видеть, как ведут себя отдельные клетки во время процесса регенерации ткани», — говорит ведущий автор исследования Чэньхуэй Чэнь (Chen-Hui Chen).

Если смотреть невооруженным глазом, трансгенная рыбка кажется пурпурной (вверху), но в микроскоп видно, что у каждой клетки свой цвет (внизу). Chen-Hui Chen / Duke University

Также исследователи разработали программное обеспечение, позволяющее получить серию изображений отдельных клеток и проследить, как они изменяются в определенном временном промежутке. Затем ученые сопоставляли изображения и получали «картину поведения» многих клеток одновременно. Используя эту систему, ученые в течение трех недель наблюдали за ростом и развитием клеток в неповрежденной коже. Затем они отслеживали поведение клеток при различных повреждениях кожи, начиная от небольшого шелушения кожи до поведения клеток при ампутации плавника. Плавники рыбок данио рерио представляют собой костистые отростки, которые отрастают заново через 2–3 недели.

После ампутации оставшиеся рядом с порезом клетки покровного эпителия начинали мигрировать к месту травмы. Одновременно начинался рост новых клеток, при этом вновь выросшие клетки, которые находились на краях новой ткани, увеличивались в размерах. Площадь этих клеток оказывалась, по оценкам ученых, на 65 процентов больше, чем площадь соседних, так что они  закрывали поверхность пореза.

В дальнейшем авторы исследования планируют скомбинировать Skinbow с другими визуальными технологиями, чтобы лучше изучить процесс регенерации кожи. Кроме того, они считают, что технология поможет исследовать как влияют на процессы регенерации другие стрессовые факторы, например инфицирование раковыми клетками.

Данио рерио — тропическая пресноводная рыбка, которую ученые часто используют как модельный организм для изучения позвоночных. Последовательность генома данио рерио известна, рыбка была первым клонированным позвоночным. У рыбок выдающиеся способности к регенерации тканей, они способны заново выращивать плавники, кожу, сердце, а в стадии личинки и мозг.

Автор: Екатерина Русакова