Gjennomsiktige mus ved lysabsorberende fargestoffer viser organer i handling

Et fargestoff som bidrar til at Doritos bevarer sin oransje farge også kan gi vev av mus gjennomsiktighet, har forskere funnet. Påføring av fargestoffet på huden til levende mus gjorde det mulig for forskere å se på strukturene under gjennom vev, inkludert blodkar og indre organer. Metoden Science beskrevet 6. september 1 for å overvåke dyr som brukes i medisinsk forskningsformål.

"Det er et stort gjennombrudd," sier Philipp Keller, biolog ved Howard Hughes Medical Institute Janelia Research Campus i Ashburn, Virginia.

Teknologien fungerer ved å endre hvordan normalt ugjennomsiktige kroppsdeler samhandler med lys. Væsker, fett og proteiner som stoffer som hud og muskler består av forskjellige brytningsindekser (en måling av hvor mye et materiale bøyer lyset): vandige komponenter har lave brytningsindekser, mens lipider og proteiner har en høy. Vev virker ugjennomsiktig fordi kontrasten mellom disse brytningsindeksene betyr at lyset er spredt. Forskerne spekulerte i at å legge til et fargestoff, lyset blir sterkt absorbert, ville begrense forskjellen mellom brytningsindeksene til komponentene til slikt vev for å gjøre dem gjennomsiktige.

"Hvis et materiale absorberer mye lys i en farge, vil det bøye lys i andre farger," sier studieforfatter Guosong Hong, materialforsker ved Stanford University i California. Teamet brukte teoretisk fysikk for å forutsi hvordan visse molekyler ville endre samspillet mellom musestoffer med lys. Flere kandidater dukket opp, men teamet fokuserte på Tartrazin eller FD & C Yellow 5, et ofte brukt fargestoff i mange bearbeidede matvarer. "Når Tartrazin løses i vann, gjør vannet det mer fleksibelt, likt fett," sier Hong. Et stoff som inneholder væsker og lipider blir gjennomsiktig når fargestoffet tilsettes, siden lysfraksjonen av væskene i lipidet tilsvarer.

Transparent hud

Forskerne viste Tartrazin -evnen til å gjøre stoffer gjennomsiktige på tynne skiver rå kyllingbryst. Deretter masserte fargestoffet inn i forskjellige områder av huden til en levende mus. Ved å bruke fargestoffet i hodebunnen, kunne teamet undersøke bittesmå sikksakkmønstre av blodkar; Påføring på magen ga en klar utsikt over tarmen av musen i fordøyelsen og avslørte andre bevegelser i forbindelse med pust. Teamet brukte også løsningen på musen på musen og var i stand til å gjenkjenne muskelvev under huden.

Teknologien kan bare gjøre vev gjennomsiktig opp til en dybde på omtrent 3 millimeter, så det er foreløpig praktisk talt bare for tykkere vev og større dyr med begrenset bruk.

Men siden Tartrazin er et matfargestoff, er det trygt for levende mus og metoden er reversibel - hvis fargestoffet skylles av, kommer huden rett og slett tilbake. Dette gir en stor fordel i forhold til eksisterende metoder for produksjon av gjennomsiktig vev, som vanligvis ikke er egnet for levende dyr og ofte krever bruk av kjemikalier for å endre brytningsindeksen til visse vevskomponenter eller for å fjerne dem fullstendig.

Det faktum at metoden skaper åpenhet, er reversibel og kan brukes hos levende dyr, "gjør det til en åpenbar ting som mange ønsker å bruke," sier Keller. Han mener at det blant annet kan være nyttig i musemodeller som ønsker å forstå nervesystemet og nevrodegenerative sykdommer.