Теперь Акира Кудо из Tokyo Tech вместе с учеными из Японии выполнил дистанционную визуализацию в реальном времени (в реальном времени) флуоресцентных сигналов, полученных от остеобластов и остеокластов рыбы медака после всего лишь одного дня воздействия микрогравитации на борту Международной космической станции (МКС). . Они обнаружили усиление сигналов GFP и DsRed, управляемых как остеобластами, так и специфическими для остеокластов промоторами, через один день после запуска и продолжалось до восьми дней.В своих экспериментах команда использовала четыре различных двойных трансгенных линии медака, фокусируясь на повышении регуляции флуоресцентных сигналов остеобластов и остеокластов, чтобы выяснить влияние силы тяжести на взаимодействие остеобластов и остеокластов. Они также изучили изменения в экспрессии генов у трансгенных рыб с помощью анализа транскриптомов в клетках.
Эти данные предполагают, что воздействие микрогравитации вызвало немедленное «динамическое изменение экспрессии генов в остеобластах и остеокластах». А именно, эти эксперименты, основанные на отображении медаки с Земли в реальном времени и анализе транскриптома, могли бы стать прелюдией к созданию нового научного направления исследований в «гравитационной биологии»?
МетодологияПолучение живых изображений сигналов флуоресцентной микроскопии от рыб на борту МКС контролировалось дистанционно из космического центра Цукуба в Японии.Живое изображение остеобластов показало, что интенсивность остерикс- и остеокальцина-DsRed в костях глотки увеличивается через день после запуска.
Этот усиленный эффект продолжался восемь дней для остерикса и 5 дней для остеокальцина.В случае остеокластов флуоресцентные сигналы, наблюдаемые от TRAP-GFP и MMP9-DsRed, значительно увеличивались на четвертый и шестой дни после запуска.
Флуоресцентный анализ дополнялся использованием транскриптомного анализа для измерения экспрессии генов у трансгенных рыб. Исследователи заявляют, что «HiSeq из костей глотки молоди рыб на 2-й день после запуска показал активацию 2 генов, связанных с остеобластами, и 3 генов, связанных с остеокластами».Кроме того, было обнаружено, что транскрипция «ядра» значительно усиливается на основе анализа онтологии генов всего тела с помощью RNA-Seq, при этом исследователи наблюдают, что регуляторы транскрипции в большей степени активируются на 2-й день по сравнению с 6-м днем.
Наконец, Кудо и его команда определили 5 генов: (c-fos и jun-b, pai-1 и ddit4 и tsc22d3), которые все активируются во всем теле на 2 и 6 дни, а также в глоточной кости. на 2 день.ФонЖизнь в условиях так называемой «микрогравитации», где сила тяжести значительно меньше, чем на Земле, может вызвать серьезные проблемы для человеческого тела.
Было показано, что астронавты, которые проводят несколько месяцев в космосе, страдают от пониженной минеральной плотности костей, что приводит к проблемам со скелетом. Удивительно, но потеря кальция начинается по крайней мере через 10 дней после запуска у астронавтов в Skylab Flight, что касается симптомов, которые появляются на ранней орбите.Точные молекулярные механизмы, ответственные за потерю плотности костей, еще полностью не изучены.
Текущее исследование Кудо и его команды является важным шагом на пути к раскрытию механизмов, управляющих изменениями в структуре костей сразу после наступления микрогравитации, когда происходит потеря костной массы. С помощью удаленного живого изображения поведения медаки на борту МКС из Космического центра Цукуба они обнаружили значительное увеличение как остеобластов, так и остеокластов, специфичных промотором GFP и DsRed после воздействия микрогравитации. Результаты показывают, что изменения в остеобластах и остеокластах происходят очень скоро после запуска.
БудущееВ следующем космическом эксперименте Кудо и его коллеги выяснят роль глюкокортикоидного рецептора (ГР) на клетках в условиях микрогравитации.