Нервы устрицы: как разглядеть нервную систему беспозвоночных
Кларификация и получение изображения нервной системы личинки камчатского краба
© Milichko, V. A., & Dyachuk, V. (2023). 3D Optical Reconstruction of the Nervous System of the Whole-Body Marine Invertebrates. Chemical & Biomedical Imaging.
Взаимодействие биологов и оптиков из Санкт-Петербурга и Владивостока привело к созданию метода, который позволяет увидеть целиком нервную систему различных беспозвоночных, у которых раньше ее не получалось визуализировать. Новый протокол, объединяющий иммуноокрашивание животных на основе диметилсульфоксида (DMSO) с последующей их оптической очисткой бензиловым спиртом/бензилбензоатом (BABB), опубликован в журнале Сhemical& Biomedical Imaging.
Беспозвоночные животнsе составляют около 97% всех описанных видов животных на сегодняшний день. Это довольно разнообразная группа животных, живущих в разных экологических нишах. В эту группу входят разные животные: от примитивных многоклеточных (например, губок) до высокоразвитых интеллектуально осьминогов.
Изучение биологии таких разных групп – цель многих ученых и лабораторий. Однако исследование таких животных сильно усложнется сложными и жесткими покровами, обильным пигменированием, наличием имумноглобулин-подобных молекул и IgG-доменных белков, которые не позволяют использовать классические методы имумномаркирования и детекции молекул, клеток и тканей.
Ученым из университета ИТМО и Национального научного центра морской биологии ДВО РАН им. А.В. Жирмунского удалось разработать протокол иммуноокрашивания целых животных и скомбинировать его с химическим просветлением тканей животного, что дало возможность взглянуть и изучить глубокие морфологические структуры, включая нервные элементы, которые ранее не были детектированы у разных групп беспозвоночных. Для тестирования протокола были взяты виды двустворчатых моллюсков, немертин, кольчатых червей и ракообразных) разного возраста и толщины (до 2 см), обладающих разной пигментацией и покровами.
Новый протокол обеспечивает увеличение сигнала флуоресценции на два порядка и уменьшение рассеяния света на те же два порядка, тем самым многократно ускоряя процесс конфокальное биоизображения всего тела животного. В статье приводятся примеры изображений нервной системы самых разных организмов: устрицы, немертины, личинки камчатского краба и так далее.
«Таким образом, мы смогли детально идентифицировать и описать ранее неизвестные нейроструктуры различных беспозвоночных животных, проложив путь к открытиям в области нейробиологии, зоологии и нейрофизиологии», — резюмируют авторы работы.