С помощью нового метода мультиизотопной масс-спектрометрии станет возможным наблюдать перемещения единичных клеток, а также отслеживать, в каких именно клеточных структурах и в каком количестве накапливаются определенные препараты.
Следить за судьбами клеток: Новый проницательный метод
На MIMS-снимке клетки внутренней оболочки кровеносных сосудов интенсивность каждого цвета пропорциональна содержанию соответствующих элементов в клетке

Разработчики — сотрудники десяти американских и французских университетов — сравнивают возможности своего метода со способностью рассматривать здание слой за слоем. Это позволяет вам видеть не только то, что здание состоит из квартир, но и, например, то, что в каждой квартире есть холодильник, и где он стоит. Вы даже можете увидеть, что в одном холодильнике лежат помидоры, а в другом картошка. Вы можете посчитать и взвесить продукты, а также зафиксировать, с какой скоростью они используются и заменяются новыми. Все это — только на клеточном уровне — позволяет проделать мультиизотопная визуализирующая масс-спектрометрия (Multi-Isotope Imaging Mass Spectrometry, MIMS).

В основе методики MIMS лежит бомбардировка поверхности атомов биологического образца пучком ионов. При этом происходит ионизация некоторых атомов и эмиссия ими излучения. Расположенные на пути вторичных ионов электромагнитные «линзы» и «призмы» позволяют создавать изображения входящих в состав образца молекул. Мультиизотопная масс-спектрометрия позволяет получать трехмерные изображения белков, ДНК, РНК, углеводов и жирных кислот на субклеточном уровне. Она дает возможность количественно оценить все, что происходит с молекулами: как они попадают внутрь клетки, где накапливаются и как быстро замещаются.

Вместо крайне неудобных красителей и радиоактивных меток, обычно применяющихся для отслеживания молекул, метод предполагает использование стабильных изотопов. Например, для наблюдения за судьбой стволовых клеток ученые предлагают метить их атомом азота-15, который не изменяет структуру ДНК и не токсичен для живых клеток. Мечение стабильными изотопами позволяет оценить местонахождение клетки сразу после трансплантации, и даже ее судьбу по прошествии нескольких лет.

Как пример ценности нового метода для медицины можно привести эксперименты по отслеживанию судьбы донорских клеток в лимфатической системе мыши. Еще одним примером, полезным уже с точки зрения фундаментальной науки, является оценка одного из процессов, обеспечивающих поддержание жизни на Земле, — захвата атмосферного азота и его последующей конверсии в усваиваемую растениями форму, осуществляемого клубеньковыми бактериями.

«Коммерческая биотехнология»