Ученые представили новую технику исследования отдельных клеток. Для этого они впервые использовали не свет, а звук. В новой технике используются репортерные гены — фрагмент ДНК, который исследователи могут вставить в геном организма, чтобы помочь им наблюдать за ним.

Они кодируют флуоресцентные белки, поэтому если исследователь вставляет один из таких генов-репортеров рядом с геном, который он хочет изучить — например, с геном, отвечающим за развитие нейронов — их активация также приведет к образованию молекул флуоресцентного белка. Когда на эти клетки попадает свет, они загораются.

Однако у этих флуоресцентных генов есть большой недостаток: они плохо пропускают свет. Поэтому Шапиро использовал репортерные гены, которые используют звук вместо света. Эти гены, при вставке в геном клетки, заставляют ее производить микроскопические полые белковые структуры — газовые везикулы. Эти везикулы обычно встречаются у некоторых видов бактерий, которые используют их, чтобы оставаться на плаву в воде, но они также обладают полезным свойством «звенеть» при встрече с ультразвуковой волной.

Когда клетка, производящая эти везикулы, подвергается ультразвуковому облучению, она посылает акустический сигнал о своем присутствии, позволяя исследователям увидеть, где она находится и что делает. Ученые повысили чувствительность этого метода настолько, что теперь могут получить изображение отдельной клетки, расположенной в тканях организма и несущей акустический репортерный ген.

«По сравнению с предыдущими работами, это исследование позволяет нам увидеть гораздо большее количество этих газовых везикул. Это все равно, что перейти к спутнику, который может видеть огни маленького города, от спутника, который может видеть свет от одного фонарного столба», — отметили исследователи.

Их усовершенствования позволили увеличить чувствительность исследовательского подхода в 1000 раз по сравнению с предыдущей методикой, которую они использовали для визуализации клеток, несущих гены-репортеры.