Науковці вперше відстежили обмін поживних речовин у рослинах у реальному часі за допомогою модифікованого методу магнітно-резонансної томографії (МРТ). Цей метод дозволяє спостерігати за тим, як цукри й амінокислоти розподіляються у тканинах рослин. Він дозволить з більшою точністю вивчати, як рослини адаптують свій обмін речовин у відповідь на зміну умов середовища. Результати дослідження опублікували в журналі Science Advances.
МРТ-знімок ківі та картоплі. Лівий стовпчик показує, де зробили розріз для дослідження, середній — отримане за допомогою CEST зображення розподілу поживних речовин, правий — зображення структури. Mayer et al. / Science Advances, 2024
Чим особливий новий метод?
Удосконалений метод МРТ, названий CEST (від англ. Chemical Exchange Saturation Transfer — хімічний обмін і перенесення насичення), заснований на здатності органічних молекул взаємодіяти з молекулами води. Внаслідок таких взаємодій відбуваються зміни у магнітному полі, що і детектує прилад. Науковці успішно застосували CEST для вивчення розвитку насіння гороху, ячменю та кукурудзи, а також для виявлення органічних речовин в культурних рослинах, таких як ківі, цукровий буряк, цукрова тростина та картопля.
Метод CEST дозволив вивчити наслідки генетичних модифікацій у розвитку насіння та різницю в концентрації амінокислот у різних частинах зародка. CEST виявився чутливішим та менш сприйнятливим до неоднорідностей магнітного поля, ніж інший поширений метод, оцінка хімічного зсуву (CSI). Крім того, він дав у 200 разів сильніший сигнал цукрів, тобто його можна використовувати для виявлення речовин, які містяться в рослинах у невеликих концентраціях. Роздільна здатність нового методу в шість разів краща за роздільну здатність CSI.
Як ще модифікують методи МРТ
🚀 МРТ проводили навіть у космосі — для цього астронавти-аматори з місії Polaris Dawn використали космічну радіацію.
🫀 На основі знімків з апарату МРТ дослідники надрукували 3D-модель серця, яка може надати хірургам можливість практикуватися на максимально правдивій копії серця.
🧠 Випробування на людях пройшов перший у світі портативний апарат для МРТ, що робить томографію головного мозку. Він споживає менше енергії та не потребує поміщення у захисний корпус.
🐁 Але МРТ може не лише виявляти патології в мозку, але й боротися з ними. Принаймні у мишей кероване МРТ термозерно змогло знищити підшкірні пухлини.