Гидрогелевый мат заставит клетки мышц упражняться

Во время упражнений на мышцы воздействуют химические сигналы от окружающих клеток и механические силы от взаимодействия с другими тканями. Остается открытым вопрос, что конкретно позволяет мышцам расти — химические сигналы, механические силы или комбинация этих факторов. Исследователи из Массачусетского технологического института создали мат для «упражнения» клеток мышц, который поможет изучить эти факторы по отдельности.

Маты были выполнены из гидрогеля. С помощью магнитных полос и постоянных магнитов, движущихся под матом, гидрогель оказывал на клетки мышц регулярное и повторяющееся механическое воздействие. Каждый мат был размером с монету. Клетки выращивали на поверхности гидрогеля, сначала они имели круглую форму, со временем формировали волокна. «Упражнения» длились 30 минут в день в течение десяти дней. Контрольные клетки не стимулировали.

В результате механического воздействия клетки вырастали более длинными. Более того, волокна выравнивались в одном направлении, тогда как контрольные волокна росли как попало. В ответ на стимуляцию волокна сокращались, причем одновременно и в одном направлении. Авторы планируют повторить опыты с другими типами клеток.

Добавить в избранное

Вам будет интересно

31.05.2024
450
0

Даже после очистки сточных вод антибиотики попадают в реки и озера, где могут влиять на здоровье животных. Исследователи показали, что под действием антибиотика у большого прудовика (пресноводного моллюска) начинаются проблемы с памятью. Сначала прудовиков обучали, что любимый им морковный сок содержит неприятное для них вещество — хлорид калия. Живущие в чистой воде прудовики быстро обучались, а живущие в воде, загрязненной антибиотиком, продолжали пытаться выпить сок. Авторы связывают это явление с нарушением микробиоты прудовиков. Подробнее.

Приблизительно каждая сороковая клетка костного мозга человека содержит значительные хромосомные перестройки, не вызывая, по-видимому, заболевания или аномалии. У людей старше 60 число таких клеток увеличивается, что может быть еще одним механизмом развития болезней, ассоциированных со старением. По словам авторов исследования, все мы являемся мозаиками. И разница между геномами двух клеток одного организма может быть больше, чем между клетками двух организмов. Подробнее

До того, как дети учатся называть различные цифры, они могут проходить стадию, когда они издают необходимое число звуков голосом. Оказалось, что черная ворона (Corvus corone) тоже способна на такой счет. Ученые натренировали трех ворон, чтобы те издавали от одной до трех вокализаций в ответ на визуальные (цветные числа) или звуковые стимулы (определенные звуки). В конце вокализаций ворона должна была клюнуть цель. Действительно, вороны издавали нужное число вокализаций в ответ на стимулы. Подробнее

ИИ-модель Dev-ResNet может отследить, что происходит во время эмбрионального развития, анализируя видео. В качестве предмета исследователи выбрали большого прудовика. Dev-ResNet различает ключевые события, такие как начало работы сердца, формирование раковины, вылупление и даже гибель. Уже сейчас модель показала влияние температуры на различные процессы, о котором авторы и не подозревали. Подробнее

Диапауза (торможение обмена веществ) характерна для эмбрионов многих позвоночных, живущих в засушливых условиях. Особенность эмбриона рыбы нотобранх Фурцера (Nothobranchius furzeri), живущей в Мозамбике и Зимбабве, состоит в том, что он входит в диапаузу на более поздних стадиях и может пребывать в этом состоянии до двух лет. Ученые охарактеризовали гены, позволяющие рыбе пережить засуху. Они показали, что диапауза у этих рыб развилась 18 млн лет назад, но гены, отвечающие за ее работу, намного древнее — им уже 473 млн лет. Схожие паттерны экспрессии выявили у других животных во время диапаузы, например, у мышей. Подробнее.

02.05.2024
502
0

Микроинъекции в клетки и эмбрионы — важная техника, которая широко применяется для доставки трансгенов, направленного мутагенеза, добавления меток, оплодотворения in vitro, криоконсервации и многого другого. Однако эта процедура выполняется вручную, требует значительного опыта и специальных навыков от оператора и времени на подготовку, а также имеет низкую производительность. Исследователи из США создали роботизированную платформу для выполнения микроинъекций в эмбрионы модельных организмов прямо на чашке с агаром.

Робот использует модели машинного обучения, чтобы идентифицировать эмбрионы дрозофилы и рыбки данио на чашке с агаром и даже необходимую часть эмбриона. Затем робот производит микроинъекции. Авторы построили трех таких роботов, которые ввели более 20 000 уникальных баркодированных плазмид в 1713 эмбрионов дрозофилы за два дня, в результате чего получили более 400 уникальных трансгенных линий. Качество работы платформы не хуже, чем у хорошо натренированного человека, а производительность в четыре раза выше. Также аппарат опробовали на эмбрионах рыбки данио, вводя вещества для криоконсервации, что значительно повысило их выживаемость по сравнению с ручным вводом. Авторы считают, что этот подход применим и к другим биообъектам.

15.04.2024
458
0

В новой работе ученые показали, что озон нарушает двойные связи в половых феромонах дрозофил, из-за чего стираются межвидовые границы. При небольшом повышении уровня озона самцы дрозофил утрачивают предпочтение к самкам своего вида, в результате чего чаще рождаются гибриды, в том числе стерильные. Рост уровня озона все чаще регистрируется в жаркие дни, и авторы исследования считают, что этим можно объяснить снижение числа насекомых. Подробнее

Секвенировав более сотни геномов многоклеточных водорослей, ученые показали, что многоклеточность развилась в трех линиях водорослей независимо. Многоклеточные водоросли отличаются от одноклеточных наличием генов клеточной адгезии, клеточной дифференциации, межклеточных коммуникаций и межклеточного транспорта. Эти гены были обнаружены у вирусов, заражающих водоросли. Ученые предположили, что критическим фактором обретения многоклеточности был горизонтальный перенос генов от вирусов к водорослям. Подробнее.

До сих пор не совсем понятно, как плохая диета и ожирение связаны с повышенным риском рака. Ученые показали, что клетки людей с мутациями в гене BRCA2 особо чувствительны к метилглиоксалю — веществу, которое образуется в организме при переработке глюкозы. Оно может нарушать целостность ДНК и индуцировать рак. Предположительно, у людей без мутации в BRCA2, но с повышенным из-за диабета уровнем метилглиоксаля тоже могут образовываться такие нарушения — признаки повышенного риска развития рака. Подробнее.

Дороги, заборы, города и другие сооружения препятствуют миграции антилоп гну. Ученые показали, что это плохо сказывается на их генетическом здоровье. Снижается генетическое разнообразие, популяции становятся более генетически изолированными, повышается уровень инбридинга. Все это приводит к худшей выживаемости, особенно в условиях изменяющегося климата. Подробнее.

Бонобо долгое время считались более миролюбивыми, чем шимпанзе. Однако долговременное наблюдение за всеми контактами 12 самцов бонобо и 14 самцов шимпанзе в природе показало, что это не совсем так. Оказалось, что самцы бонобо чаще, чем шимпанзе, проявляли агрессию по отношению к другим самцам (в 2,8 раза). В то же время самцы бонобо реже атаковали самок, но самки чаще атаковали самцов. Ученые объясняют это тем фактором, что самки бонобо чаще стоят на более высокой социальной ступеньке, чем самцы. Подробнее.

16.01.2024
694
0

Аутофагия — переваривание клеткой собственных ненужных компонентов — усиливается в раковых клетках по сравнению со здоровыми. Есть предположение, что подавление аутофагии может стать основой для разработки противораковых препаратов, однако результаты почти 20 клинических испытаний ингибиторов аутофагии оказались неубедительными. В то же время был установлен интригующий факт: ингибиторы аутофагии лучше действовали у курильщиков.

Понятно, что курение невозможно рекомендовать в качестве противоракового средства. С другой стороны, в крови курильщика повышается уровень угарного газа СО, связанного с гемоглобином, а СО известен как индуктор аутофагии. Авторы статьи, опубликованной в декабре в Advanced Science, давали мышам с опухолями поджелудочной железы и простаты питьевую пену с угарным газом, содержащую ингибитор аутофагии гидроксихлорохин. Рост и прогрессирование опухолей по сравнению с контролем значительно замедлялись. Сочетание монооксида углерода с ингибиторами аутофагии также подавляло рост раковых клеток простаты, легких и поджелудочной железы человека в культуре.

28.12.2023
594
0

Синтез хромосом de novo — длительный и затратный процесс, что ограничивает его применение в научных исследованиях и биотехнологии. Коллектив из Южно-Калифорнийского университета предложил альтернативу — создание синтетических хромосом дрожжей из природных фрагментов. Метод получил название  CReATiNG (от Cloning, Reprogramming, and Assembling Tiled Natural Genomic DNA).

Первый этап CReATiNG — клонирование сегментов природных хромосом. На этом шаге к концам сегментов добавляют уникальные адаптерные последовательности, определяющие, как молекулы будут рекомбинировать друг с другом в ходе дальнейшей сборки. Второй этап — совместная трансформация клонированных сегментов в клетки и их сборка путем гомологичной рекомбинации in vivo. Такой подход значительно дешевле и быстрее, чем сборка из синтезированных de novo фрагментов. Например, некоторые синтетические хромосомы, созданные авторами статьи, прошли путь от разработки in silico до тестирования in vivo в течение месяца, а их производство обошлось менее чем в пятьсот долларов.

Ученые показали, что CReATiNG можно использовать для создания синтетических хромосом со сложным дизайном, включающим более десяти сегментов. Кроме того, подход можно комбинировать с синтезом хромосом de novo. Например, хромосомы со свойственной дрожжам архитектурой, но с последовательностями из других видов, могут быть синтезированы de novo, а затем рекомбинированы с хромосомами дрожжей — это упростило бы изучение генетических основ репродуктивной изоляции и различий в признаках между филогенетически далекими организмами. Также с помощью CReATiNG можно собирать единые модули из генов, относящихся к одним и тем же сигнальным путям и клеточным процессам, что важно для их исследования.