Клетки-хозяева, зараженные гигантскими вирусами, ведут себя уникальным образом. Чтобы глубже понять механизм заражения гигантскими вирусами, ученые разработали специальный алгоритм, который может отслеживать перемещение клеток-хозяев. Этот метод также может быть использован для изучения любых других типов клеток, таких как раковые клетки, нейроны и иммунные клетки, выступая в качестве эффективного инструмента в области клеточной биологии.
Вирусы, вероятно, являются наиболее своеобразными «формами жизни», известными нам, причем каждый вид имеет уникальные характеристики. Одна общая черта всех вирусов заключается в том, что они атакуют клетку-«хозяина» и захватывают ее механизм, используя его для собственной репликации. Тип крупного вируса, называемый «гигантским вирусом», имеет интересные способы атаки на организм-хозяин - амебу. Вирусологи уже некоторое время пытаются понять, что делает эти вирусы такими уникальными, но для их наблюдения требуются сложные методы. Метод, называемый фазово-контрастной микроскопией, обычно используется для изучения всех типов клеток, в том числе амебных клеток. Но этот метод сильно зависит от вариации условий клетки и ее фона, и иногда это приводит к нарушениям в воспроизводимом изображении - например, «ореол» (при котором клетка окружена ярким светом) и «затенение». -off» (при котором внутренняя часть клетки и фон имеют одинаковую интенсивность). Вот почему, чтобы глубже понять, как именно гигантские вирусы заражают клетки амеб, необходимы более эффективные методы отслеживания клеток. Буквально в начале этого месяца ученые из Токийского научного университета под руководством профессора Масахару Такемура сообщили об открытии двух новых видов пандоравируса и мимивируса - обоих семейств гигантских вирусов, заражающих амеб - на берегу реки в Японии. Профессор Такемура говорит, что постоянное обнаружение вирусов из почвы имеет решающее значение с точки зрения понимания экологии гигантских вирусов.
Что еще более важно, в совершенно новом исследовании, опубликованном в журнале Frontiers in Microbiology, группа ученых из Токийского научного университета под руководством профессора Такемура снова попыталась понять поведение, при котором амебные клетки инфицированы различными типами вирусов. гигантские вирусы. Для этого они разработали новый метод отслеживания клеток, который решает проблемы традиционных методов анализа. Профессор Такемура уточняет мотивы исследования: «Наша цель состояла в том, чтобы понять, как гигантские вирусы заражают амеб в естественной среде и как это влияет на эволюцию эукариот. Для этого мы хотели разработать метод количественного определения времени… зависимые, последовательные изменения числа клеток, размера, формы, направления и расстояния подвижности клеток».
В своем исследовании профессор Такемура и его команда сосредоточились на амебах, инфицированных семейством гигантских вирусов, называемых «марсельвирусами». Чтобы понять поведение клеток-хозяев, зараженных этим конкретным типом вируса, ученые разработали новый алгоритм, который может отслеживать отдельные клетки амебы в популяции амеб с помощью покадровых фазово-контрастных микроскопических изображений. Они назвали этот алгоритм «Фазовым». "алгоритм кинетического анализа амеб на основе контраста" или PKA3. Используя PKA3, ученые выявили новые, интересные аспекты того, как амебы реагируют на атаку гигантского вируса. Например, они количественно показали, что инфицированные гигантским вирусом клетки амеб образуют агрегаты или " Они предположили, что это может быть либо антивирусная стратегия хозяина, либо то, как вирус распространяется, проливая свет на то, как происходит вирусная инфекция. Более того, им удалось обнаружить изменения в количестве клеток и появление амеб, инфицированных марсельвирусом, намного быстрее, чем с помощью обычных методов. Интересно, что они также могли анализировать время, необходимое амебам, чтобы отреагировать на вирусную инфекцию, p предоставление полезной информации о жизненном цикле амеб и вирусов и взаимосвязи между ними. Профессор Такемура говорит: «Наш алгоритм успешно визуализировал движение клеток на изображениях, полученных с помощью фазово-контрастной микроскопии - метода, широко используемого в клеточной биологии. Кроме того, он позволил количественно определить различные параметры. поведение амебы, зараженное гигантским вирусом."
Помимо изучения гигантских вирусов, этот новый алгоритм может быть использован для различных других приложений, таких как изучение динамики раковых клеток, лимфоцитов, макрофагов и нейронов. В целом, он может выявить новые клеточные феномены, отслеживая, как именно эти клетки мигрируют. В заключение профессор Такемура сказал: «Наш новый аналитический метод может быть применен ко всем клеткам, которые можно наблюдать с помощью фазово-контрастного микроскопа, и потенциально может применяться в различных областях, включая клеточную биологию, медицину и биотехнологию».
Действительно, подобная техника, которая потенциально может облегчить исследования в области клеточной биологии, была очень нужна!