Российские ученые впервые продемонстрировали возможность неинвазивной оценки пищеварения плоских червей планарий. Ранее цвет не рассматривался в качестве показателя состояния организма, поэтому работа может стать основой нового направления в биофизике — биофотоники живых организмов, или биологической цветометрии. Статья опубликована в журнале Microchemical Journal.
Ученые из Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН и МГУ имени М.В. Ломоносова впервые показали на плоских червях планариях, что отдельные фундаментальные процессы живых организмов можно оценивать неинвазивно, всего лишь регистрируя цветовые характеристики. Исследователям удалось изучить работу кишечника планарии без проникновения во внутреннюю полость органа. До сих пор цвет не рассматривался в качестве существенного показателя состояния организма из-за сложности точной количественной характеристики.
В ходе экспериментов спектр отражения планарий измерялся с помощью спектрофотометра-калибратора мониторов GretagMacbethEye-One. В дальнейшем полученные спектры можно было связать с цветом животного.
«Мы кормили планарий разной по цвету и спектру пищей: мотылем, в котором доминирует красный цвет от окси-гемоглобина, и куколками мучного хрущака, у которого лимфа белесого цвета, поскольку их кормят отрубями. Путем измерения параметров спектра отражения индивидуальной планарии мы наблюдаем, как падает величина показателя гемоглобина (длина волны максимума спектра поглощения гемоглобина известна — 560 нм, при помощи прибора мы измеряли величину коэффициента отражения планарии в данной точке спектра по мере переваривания пищи). Было легко оценить динамику пищеварения: сколько гемоглобина переварено на первый, второй и третий день после кормления. Принципиальный момент — неинвазивная регистрация на уровне целого организма, то есть мы регистрируем процесс по мере его протекания, а не фиксируем его этапы, как это делает классическая биохимия», — объясняет соавтор исследования Харлампий Тирас.
Пищеварение у планарий происходит за счет фагоцитоза — поглощения пищи всеми клетками организма, что делает их удобной моделью для исследований. Однако в дальнейшем ученые планируют проверить свою теорию на других животных. Сначала — на головастиках и лягушках, у которых пигментация играет важную роль, а потом — на мышах и крысах. В существующем виде система может найти применение на этапе перед классическими доклиническими исследованиями на высших позвоночных. Также, по мнению ученых, подход имеет перспективы и в области физиологии растений — его применение позволит регистрировать состояние прямо в полевых условиях, не разрушая объект, что актуально, например, для краснокнижных растений. Не исключено, что в будущем новые знания будут работать и применительно к человеку, по меньшей мере для неинвазивной диагностики заболеваний пищеварительной системы.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
