Штучні білки дозволять створити кольорові зображення ультразвукової діагностики


Акції та знижки відомих брендів
 

Акції та знижки відомих брендів! Детальніше...


Технологія ультразвукової діагностики являється універсальним інструментом для проведення досліджень в області медицини та галузях промисловості. Але не зважаючи на таку універсальність та популярність дана технологія дозволяє створювати лише монохромні зображення, які мають малу інформативність. Але дослідники Каліфорнійського технологічного інституту розробили новий спосіб покращення якості зображень, що дає ультразвукове сканування, створивши таким чином засіб для більш глибокого проникнення у тіло людини і кольорову візуалізацію його тканин, клітин та навіть молекул.

Секретом нового методу є маленькі структури із білковою оболонкою, що наповнені газом, які отримали назву «газові бульбашки». Ці структури являються прообразами деяких одноклітинних організмів, що живуть у водному середовищі. В ході дослідження, яке було проведене у 2014 році вчені вияснили, що такі «газові бульбашки» по особливому відбивають звукові хвилі під час сканування. І їм вдалося із користю для себе використати даний ефект.

Основою таких «газових бульбашок» являється білок GvpC (gas vesicle protein C), який надає їм механічну міцність. Ще структура даного білка дозволяє використовувати його у якості матеріалу для виготовлення наноструктур певної форми, більш довших та міцніших ніж оболонки одноклітинних організмів.

«Конструювання газових бульбашок нагадує створення чого-небудь з блоків молекулярного конструктора Lego» – розповідає Михайло Шапіро (Mikhail Shapiro), провідний дослідник, – «Ми можемо повернути молекули білка під різним кутом на різних ділянках поверхні бульбашок для того, щоб змінити їх властивості. А одержуване при цьому багаторазове відображення ультразвуку під різними кутами дозволяє нам побачити в кольорі молекули різних типів».

Можливість точного налаштування частоти та гармонік коливань газових бульбашок в ультразвукових хвилях дозволяє вченим проводити точно націлене на певні види тканин ультразвукове сканування. А якщо додавати до білка певні види амінокислот, то це дозволяє побачити, навіть, окремі клітини зароджуючихся ракових пухлин. Це буде дуже корисна інформація, оскільки на цьому етапі ракові пухлини не вдається виявити ніякими іншими засобами.

Щоб отримати кольорові ультразвукові зображення, які мають багато кольорів та відтінків вчені використовували три типи газових бульбашок, до кожних із яких до вихідного білка GvpC були додані деякі додаткові елементи. Саме завдяки таким діям газові бульбашки різних типів руйнувалися при певному тиску зі сторони ультразвукових хвиль, а утворене при цьому зображення синтезувалося із трьох базових вихідних зображень, які були отримані з невеликим проміжком часу.

Вчені намірені в найближчі строки скласти набір амінокислот-регуляторів, які будуть включені в склад білка GvpC. Комбінація цих амінокислот дозволить отримувати кольорове ультразвукове сканування не лише статичних об’єктів, таких як клітини але і динамічних процесів, що відбуваються в тілі людини. «Наприклад, ми будемо в змозі спостерігати за діями імуноцитів, що б’ються всередині тіла з раковими клітинами» – розповідає Михайло Шапіро, – «І це дозволить нам визначати ефективність того чи іншого методу лікування в кожному з конкретних випадків».

Захисти свій комп’ютер та смартфон

ESET NOD32

Джерело





Залишити відповідь