روش جدیدی برای نقشه‌برداری سلولی از مغز

 مهندسان پزشکی و متخصصان علوم اعصاب دانشگاه "ام.آی.تی"(MIT)، روش جدیدی برای حفظ بافت زیستی ابداع کرده‌اند که به آنها امکان می‌دهد پروتئین‌ها، DNA و مولکول‌های دیگر داخل سلول‌ها را ببینند و از اتصالات میان نورون‌ها نقشه‌برداری کنند.پژوهشگران نشان دادند که شاید بتوان از این روش موسوم به "شیلد"(SHIELD) برای ردیابی اتصالات میان نورون‌ها در بخشی از مغز استفاده کرد که به کنترل حرکات بدن و دیگر نورون‌های مغز کمک می‌کند."کوانگون چانگ"(Kwanghun Chung)، استادیار مهندسی شیمی دانشگاه ام.آی.تی گفت: ما با استفاده از این روش، موفق شدیم برای نخستین بار از اتصال میان نورون‌ها با وضوح تک‌سلولی نقشه‌برداری کنیم. از آنجا که امکان حفاظت از داده‌ها با "شیلد" ممکن است، ما می‌توانیم این اطلاعات را در چند مقیاس و چند بعد به صورت یکپارچه از بافت به دست آوریم.چانگ و گروهش قصد دارند این روش را برای ارائه نقشه‌های سه‌بعدی جامعی از مغز انسان به کار ببرند. فرضیه آنها این بود که شاید بتوان با استفاده از مولکول‌های موسوم به "پولیپوکساید"(polyepoxide)، راه بهتری برای حفظ بافت پیدا کرد. از این مولکول‌های ارگانیک اغلب برای تولید چسب استفاده می‌شود. پژوهشگران، چندین نوع پولیپوکساید تجاری را آزمایش کردند و دریافتند پولیپوکسایدی که صفات ساختاری متمایزی دارد، برای هدف آنها مناسب است.

این پولیپوکساید انعطاف‌پذیر علاوه بر DNA و آران‌ای، به راحتی به آمینواسیدهای خاصی متصل می‌شود. انعطاف‌پذیری این ماده، امکان اتصال آن را به چندین نقطه و مولکول‌های مورد نظر فراهم می‌کند. استفاده از پولیپوکساید، به ثبات زیست‌مولکول‌ها و ساختار بافت منجر می‌شود و آنها را در برابر آسیب‌های ناشی از گرما، اسید و عوامل خطرناک دیگر مقاوم می‌سازد. شیلد نیز می‌تواند ویژگی‌های اصلی زیست‌مولکول‌ها را حفظ کند.پژوهشگران برای حفظ بافت‌های مغزی بزرگ‌مقیاس و نمونه‌های بالینی، شیلد را با "سوئیچ"(SWITCH) ترکیب کردند. سوئیچ، روشی برای کنترل سرعت واکنش شیمیایی است. آنها برای سرعت بخشیدن به روند آشکارسازی بافت، یک دامنه متغیر الکتریکی را نیز به کار گرفتند و توانستند فرآیند مورد نظر خود را تنها در چهار ساعت انجام دهند.چانگ افزود: ما دریافتیم که پوشش شیلد می‌تواند پروتئین‌ها را در برابر فشارهای شدید مقاوم کند. از آنجا که این روش، امکان حفظ و استخراج همه اطلاعات مورد نظر را در چند مرحله فراهم می‌کند، ما می‌توانیم درک بهتری از عملکرد اجزای زیستی از جمله مدارهای عصبی داشته باشیم.این پژوهش، در مجله "Nature Biotechnology" به چاپ رسید.