Российские ученые разработали и опробовали новую технологию, которая позволяет следить за активностью группы нервных клеток прямо в живой ткани. Ранее в России подобных экспериментов не проводили. Результаты исследования опубликованы в журнале Biochemistry (Moscow), Supplement Series A: Membrane and Cell Biology.

Существует множество методов для изучения единичных нервных клеток. Ученые измеряют их электрическую, метаболическую и биохимическую активность. Однако свои основные функции — обработку, хранение и передачу информации — мозг выполняет не на уровне отдельных нейронов, а как нейронная сеть. Традиционные методы изучения нервных клеток либо не дают представления о структуре нейронной сети и ее особенностях, либо не позволяют проводить эксперименты на живых тканях.

Чтобы оценить активность живых клеток, можно измерить уровень выделения матричной РНК (мРНК) — особой молекулы, которую производит клетка в процессе выработки белка. Она выполняет вспомогательную роль в ходе «копирования» информации с необходимого участка ДНК для создания того или иного белка. Ученые из Нижегородского государственного университета им. Н.И. Лобачевского, Нижегородской государственной медицинской академии и Института нейрохирургии имени Н.Н. Бурденко впервые в России оптимизировали эту методику для того, чтобы оценивать активность нервных тканей.

В своей технологии ученые использовали специальные молекулы — золотые РНК-зонды. Они легко проникают в клетку и прикрепляются к нужной мРНК, испуская при этом свет. Таким образом исследователи могут в буквальном смысле видеть, сколько мРНК производит клетка. При этом исследуемую ткань не нужно никаким образом дополнительно подготавливать, а визуализация мРНК происходит с помощью обычного микроскопа. По уровню мРНК ученые судят об активности производства белков в клетке и могут оценить, как на него влияют различные стресс-факторы.

«Например, данный методический комплекс позволил продвинуться в разработках новых подходов защиты клеток головного мозга при гипоксии. Данный подход основан на применении особых сигнальных молекул BDNF и GDNF. Они синтезируются в организме человека и регулируют дифференцировку нервных клеток, их рост и образование контактов между клетками», – отметила Мария Ведунова, директор Института биологии и биомедицины ННГУ и один из авторов исследования.