Διαφανή ποντίκια από φωτεινή απορρόφηση βαφής δείχνουν όργανα σε δράση

"Είναι μια μεγάλη ανακάλυψη", λέει ο Philipp Keller, βιολόγος στο Janelia Research Campus του Ιατρικού Ινστιτούτου Howard Hughes στο Ashburn της Βιρτζίνια.

Η τεχνολογία λειτουργεί αλλάζοντας πόσο κανονικά τα αδιαφανή μέρη του σώματος αλληλεπιδρούν με το φως. Τα υγρά, τα λίπη και οι πρωτεΐνες από τα οποία υφάσματα όπως το δέρμα και οι μύες αποτελούνται από διαφορετικούς δείκτες διάθλασης (μια μέτρηση του πόσο ένα υλικό κάμπτεται το φως): Τα υδατικά συστατικά έχουν χαμηλούς δείκτες διάθλασης, ενώ τα λιπίδια και οι πρωτεΐνες έχουν υψηλή. Ο ιστός φαίνεται αδιαφανής επειδή η αντίθεση μεταξύ αυτών των δεικτών διάθλασης σημαίνει ότι το φως είναι διάσπαρτο. Οι ερευνητές εικάζουν ότι η προσθήκη χρωστικής, το φως απορροφάται έντονα, θα περιορίσει τη διαφορά μεταξύ των διαθλαστικών δεικτών των συστατικών σε τέτοιους ιστούς για να τους καταστήσει διαφανείς.

"Εάν ένα υλικό απορροφά πολύ φως σε ένα χρώμα, θα λυγίσει το φως σε άλλα χρώματα", λέει ο συγγραφέας του Study Guosong Hong, υλικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια. Η ομάδα χρησιμοποίησε τη θεωρητική φυσική για να προβλέψει πώς ορισμένα μόρια θα άλλαζαν την αλληλεπίδραση των υφασμάτων του ποντικιού με το φως. Αρκετοί υποψήφιοι εμφανίστηκαν, αλλά η ομάδα επικεντρώθηκε στην ταρτραζίνη ή στο FD & C κίτρινο 5, μια συχνά χρησιμοποιούμενη βαφή σε πολλά επεξεργασμένα τρόφιμα. "Όταν η ταρτραζίνη επιλύεται στο νερό, το νερό το καθιστά πιο ευέλικτο, παρόμοιο με τα λίπη", λέει ο Χονγκ. Ένα ύφασμα που περιέχει υγρά και λιπίδια γίνεται διαφανές όταν προστίθεται η βαφή, καθώς το κλάσμα φωτός των υγρών του λιπιδίου αντιστοιχεί.

Διαφανές δέρμα

Οι ερευνητές έδειξαν την ικανότητα της ταρτραζίνης να κάνει τα υφάσματα διαφανή σε λεπτές φέτες ακατέργαστου μαστού κοτόπουλου. Στη συνέχεια, μασάζ η βαφή σε διαφορετικές περιοχές του δέρματος ενός ζωντανού ποντικιού. Με την εφαρμογή της βαφής στο τριχωτό της κεφαλής, η ομάδα ήταν σε θέση να εξετάσει μικροσκοπικά σχέδια ζιγκ -ζαγκ αιμοφόρων αγγείων. Η εφαρμογή του στομάχου προσέφερε μια σαφή εικόνα της εντερικής κίνησης του ποντικιού στην πέψη και αποκάλυψε άλλα κινήματα σε σχέση με την αναπνοή. Η ομάδα χρησιμοποίησε επίσης τη λύση στο πόδι του ποντικιού και ήταν σε θέση να αναγνωρίσει τον μυϊκό ιστό κάτω από το δέρμα.

Η τεχνολογία μπορεί να κάνει μόνο το ιστό διαφανές έως και ένα βάθος περίπου 3 χιλιοστών, επομένως είναι πρακτικά μόνο για παχύτερο ιστό και μεγαλύτερα ζώα περιορισμένης χρήσης.

Αλλά δεδομένου ότι η ταρτραζίνη είναι μια βαφή τροφίμων, είναι ασφαλές για τα ζωντανά ποντίκια και η μέθοδος είναι αναστρέψιμη - αν η βαφή ξεπλύνεται, το δέρμα επιστρέφει απλά. Αυτό προσφέρει ένα μεγάλο πλεονέκτημα έναντι των υφιστάμενων μεθόδων για την παραγωγή διαφανούς ιστού, οι οποίες συνήθως δεν είναι κατάλληλες για ζωντανά ζώα και συχνά απαιτούν τη χρήση χημικών ουσιών για να αλλάξουν τον δείκτη διάθλασης ορισμένων συστατικών ιστών ή να τα απομακρύνουν πλήρως.

Το γεγονός ότι η μέθοδος δημιουργεί διαφάνεια, είναι αναστρέψιμη και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ζώα ζωντανών ζώων ", καθιστά ένα προφανές πράγμα που πολλοί άνθρωποι θέλουν να χρησιμοποιήσουν", λέει ο Keller. Πιστεύει ότι θα μπορούσε να είναι χρήσιμο, μεταξύ άλλων, σε μοντέλα ποντικών που θέλουν να κατανοήσουν το νευρικό σύστημα και τις νευροεκφυλιστικές ασθένειες.