[Капля]

Внутренний мир клетки

Фильм создали Дэвид Болинский (иллюстратор Йельского университета), ведущий аниматор Джон Либлер и Майк Астрахан из XVIVO для факультета Молекулярной и клеточной биологии Гарвардского университета.

Впервые фильм был продемонстрирован в 2006 на ежегодной конференции SIGGRAPH (short for Special Interest Group on GRAPHics and Interactive Techniques) в Бостоне.

Собственно, в клипе рассказывается о том, что происходит, когда лейкоциту нужно проникнуть из кровеносного русла в ткани, и чего это ему стоит

http://animalworld.com.ua/news/news_731

[Капля]

И еще про лейкоциты, как они работают:



Лейкоциты (голубым цветом) атакуют бактерии Стафилококка золотистого, который является причиной возникновения широкого спектра болезней от угревой сыпи до пневмонии (Источник фото: NIAID/RML)

Лейкоциты - первоклассные "разведчики" и "спецназ" нашей иммунной системы. Любой враг, оказавшийся во внутренней среде нашего организма, быстро обнаруживается и безжалостно атакуется этими "отважными" клетками.

Лейкоциты по внешнему виду, функциям и происхождению делятся на пять видов: нейтрофилы, эозинофилы, базофилы, лимфоциты и моноциты. Самыми многочисленными видами "клеток-защитников" организма человеческого являются нейтрофилы и лимфоциты. На их долю приходится от 87% до 94% всех лейкоцитов. Нейтрофилы играют очень важную роль в защите нашего организма от бактериальных и грибковых инфекций. Нейтрофилы циркулируют преимущественно в кровеносных сосудах и посредством фагоцитоза "пожирают" чужаков, оказавшихся в нашем организме. После этого нейтрофилы погибают.



Нейтрофил, поглощающий бактерию сибирской язвы (Источник фото: wikipedia.org).

Очень наглядно демонстрирует "погоню" нейтрофила за Стафилококком золотистым, с последующим фагоцитозом это видео.

[Капля]

Первый секс в истории случился у древних рыб



Вымершие рыбы вида Microbrachius dicki
(иллюстрация Brian Choo/Flinders University).


Новый анализ 380-миллионолетних ископаемых останков, долгое время хранившихся в музее, показал, что традиционный секс впервые начали практиковать именно костные рыбы. У древних существ вида Microbrachius dicki были своего рода гениталии. Однако со временем на десятки миллионов лет такой способ размножения был утрачен.

Размеры обладавших панцирем рыб M. dicki составляли около восьми сантиметров в длину. Животные обитали на территории современных Шотландии (именно там был найден первый экземпляр в 1888 году), Эстонии и Китая. Около 360 миллионов лет назад животные вымерли в период загадочного массового вымирания.

Джон Лонг (John Long) из университета Флиндерс в Аделаиде (Австралия) и его коллеги обнаружили ископаемые свидетельства того, что одни из самых ранних челюстных позвоночных из группы челюстноротых (Gnathostomata) размножались путём внутреннего оплодотворения. То есть были самыми древними существами, практиковавшими традиционный для современных животных проникающий секс.



Вымершие рыбы вида Microbrachius dicki (иллюстрация Brian Choo/Flinders University).

Открытие показывает, что позвоночные теряли и возвращали способность доставлять сперму внутрь самки множество раз на протяжение всей истории. Так, близкие потомки Microbrachius явно обладали органами для наружного оплодотворения (осеменение и развитие зародыша происходит в воде). То есть в ходе эволюции внешнее оплодотворение несколько раз сменялось внутренним и наоборот.

Среди примерно 50 тысяч видов существующих позвоночных ещё ни разу не было обнаружено тех, что после перехода к внутреннему оплодотворению возвращались к наружному. Как правило, эволюционировав к традиционному сексу, животные потом не возвращались назад.

Однако эта научная работа показала: внутреннее оплодотворение было утеряно до эволюции двух основных линий челюстных рыб. Из них развились хрящевые рыбы (современные акулы и скаты) и костистые рыбы и их потомки (в том числе люди).

По словам Лонга, примерно в то же время как эволюционировали костистые рыбы и акулы, внутреннее оплодотворение исчезло, но через 20-40 миллионов лет животные к нему вернулись.


Окаменелые останки древнего существа (фото Roger Jones, London, UK).

Тому, что способности могут теряться и возвращаться, есть генетические доказательства: так ген HOXD13 может развивать конечности и половые органы у млекопитающих и акул. "Ранние рыбы, вероятно, получили гениталии, которые затем были утеряны, – считает учёный. – Но как только этот ген стабилизировался в телах позвоночных, те органы снова вернулись".

Лонг совместно со своей группой рассматривал самые ранние известные образцы челюстных рыб вида M. dicki. Им удалось обнаружить мужские и женские гениталии, которые остались незамеченными предыдущими исследователями. У L-образного органа самца были две костные структуры с канавкой между ними, по которой и доставлялась сперма. У самки же в гениталиях содержались пластины, которые во время соития действовали подобно липучке, не давая партнёру оторваться.

Решающий довод в пользу того, что рыбы применили внутреннее оплодотворение, заключается в том, что их гениталии почти идентичны гениталиям поздних ископаемых рыб (причём самки этих поздних видов были обнаружены вместе с эмбрионами).

Исследователи даже смоделировали видео, на котором представили, как происходил процесс.

"По сути, рыбы не могли заниматься этим в миссионерской позе, – рассказывает Лонг. – Половая структура была достаточно жёсткой, неподвижной и находилась сбоку рыбы. Скорее всего, они занимались сексом бок о бок, как в танце, сцепившись колючими плавниками".

Научная статья группы Лонга была опубликована в издании Nature.

[Капля]

Японцы создали полностью прозрачных мышей


Человек всегда хотел знать, как устроены живые организмы. Раньше это любопытство удовлетворяли, проводя вскрытие трупов. Затем появились методы, позволяющие заглянуть внутрь живых существ, не причиняя им вреда. Но всё-таки томограф, рентген и ультразвуковая диагностика не дают абсолютно реалистичное изображение. И чтобы иметь возможность постоянно во всех деталях наблюдать работу органов, учёные работают над созданием прозрачных животных.

Новые успехи в этой области продемонстрировали японские учёные из научного центра RIKEN. Они опубликовали фотографии "невидимых" мышей, органы и ткани которых почти полностью прозрачны.

Разберёмся в том, что изначально этому мешает. Организм животных и человека содержит много хромофор — групп атомов, которые поглощают свет и определяют цвет тех или иных тканей. Особенно много света блокируют хромофор гема, который входит в состав гемоглобина крови и присутствует практически во всех органах и тканях. Именно это вещество необходимо удалить, чтобы добиться своеобразной невидимости.

Ранее та же группа исследователей уже делала полностью прозрачными отдельные органы и ткани, выдерживая их в особом растворе фруктозы. Но в случае с целым животным процесс обесцвечивания оказался немного сложнее.

Учёные сначала заменяли всю кровь в сосудах мыши на прозрачный физиологический раствор. Затем через кровеносную систему пропускали аминоспирты, которые в течение двух недель выводили весь гемоглобин, оставшийся в организме. В результате тела мышей стали прозрачными, и сквозь них хорошо видно строение внутренних органов. Правда, наблюдать за работой организма у этих зверьков не удастся — в процессе обесцвечивания все они, конечно же, погибли.

Впрочем, такой способ всё же будет очень полезен для понимания трёхмерной структуры органов, расположенных внутри тела и для изучения проявления активности тех или иных генов в разных тканях.

"Наш новый метод может использоваться для построения 3D-моделей в патологической анатомии и иммуногистохимии целых организмов, — говорит руководитель исследования Хироки Уеда (Hiroki Ueda) в пресс-релизе института. — Например, с его помощью можно изучать развитие эмбриона или на клеточном уровне следить за жизнью раковой опухоли. Это ещё один шаг к нашей мечте — создать визуализацию всех систем организма на клеточном уровне".

Подробнее с результатами исследования можно познакомиться в издании Cell.

Источник

[Капля]

Обезглавленные черви заново отрастили голову и восстановили воспоминания

Биологам и ранее было известно, что планарии обладают способностью к сверхбыстрой регенерации любой части тела, но тот факт, что они способны восстанавливать память ещё требует научных объяснений
(фото Hhgutierrez49/Wikimedia Commons).


Плоским ресничным червям планариям удалось немало удивить команду биологов из университета Тафтса (University of Tufts). Учёные провели довольно жестокий, но важный эксперимент, в ходе которого червям после ряда специальных "тренировок" отрубили голову. Животным потребовалось всего две недели для того, чтобы заново отрастить утраченную часть тела, а также восстановить приобретённые в ходе тренировки навыки.

Авторы исследования Таль Шомрат (Tal Shomrat) и Майкл Левин (Michael Levin) поместили планарий на каменную тренировочную площадку, в углу которой лежала порция еды — вознаграждение. Этот угол был подсвечен лучом света, что усложняло червям задачу, поскольку они инстинктивно избегают яркого света. У планарий отсутствуют глаза, их зрительные органы представляют собой фоторецепторы, различающие лишь яркость света. Чем участок платформы ярче, тем больше вероятности, что черви будут его избегать.

Тем не менее, биологи научили планарий ползти прямо к еде, игнорируя свет, чтобы получить вознаграждение за успешную "тренировку". После того, как черви научились не бояться луча, их обезглавили.



После "казни" планарии за две недели восстановили утраченную голову и память. Масштабная линейка − 1 сантиметр (фото Tal Shomrat, Michael Levin, Journal of Experimental Biology).

Защитники животных могут не волноваться: процесс отращивания головы заново занял у них всего две недели. По окончании этого срока восстановившихся планарий вновь поместили на тренировочную площадку с подсвеченной едой. Результат поразил учёных: черви поползли прямо к вознаграждению и получили его значительно быстрее, чем в первый день тренировок, и быстрее, чем их нетренированные собратья (контрольная группа).

Это может означать, что вместе с головой им удалось восстановить и воспоминания о приобретённых навыках. У биологов есть несколько версий произошедшего. Во-первых, существует вероятность того, что планарии хранят воспоминания в какой-то другой части тела, а не в голове. (Это, в принципе, логично с точки зрения природы. Если тебе могут в любой момент голову оторвать, почему бы не переместить жизненно важные органы и структуры в другие части тела?). Во-вторых, в ходе тренировок вся нервная система животного могла измениться, и, несмотря на отросшую голову, она уже не вернулась бы к прежнему состоянию.

В пользу последней идеи говорит гипотеза американского зоопсихолога Джеймса МакКоннелла, которую он выдвинул ещё в 1950-х годах. Он считал, что в клетках животных может содержаться так называемая РНК памяти. Отметим, что МакКоннелл был американским доктором Павловым, только условный рефлекс он вырабатывал не у собак, а у планарий. В ходе своих знаменитых экспериментов зоопсихолог разрезал червей вдоль тела и, когда те восстанавливались, образуя две особи, то они обе показывали в ходе тренировки одинаковые результаты.

МакКоннелл предположил, что носителями памяти в этом случае являются молекулы РНК, существующие в клетках всего организма планарий. Гипотезу восприняли крайне скептически, особенно в СССР. Советские биологи решили воспроизвести эксперимент МакКоннелла, чтобы опровергнуть его, но результат был положительным: планарии действительно сохранили воспоминания, после того как их тело было разрезано напополам. Теория об РНК памяти так и не была доказана полноценно и не получила официального подтверждения. Поэтому исследование Шомрата и Левина является ключевым витком в истории этой части биологии.

Биологам и ранее было известно, что планарии обладают способностью к сверхбыстрой регенерации любой части тела, но тот факт, что они способны восстанавливать память ещё требует научных объяснений (фото Hhgutierrez49/Wikimedia Commons).

Для подтверждения одной из их идей или поиска новых потребуется время и другие эксперименты, которые учёные планируют провести в ближайшем будущем. Это исследование касается не только биологии червей, оно также поможет понять механизм хранения и восстановления памяти у более крупных животных и людей, считают исследователи.

О результатах эксперимента биологи написали статью, которая недавно вышла в издании Journal of Experimental Biology.