Vědci z Brna zachytili embryonální vývoj žab ve 3D modelech. Dosud existoval pouze ručně kreslený atlas
Jak pulci zaniká ocas a žábry, jak namísto nich vznikají plíce, zkrátka jak se mění v žábu. To vědci dosud znali jen z obrázků malovaných rukou - a tedy do velké míry nepřesně. Brněnští experti se proto rozhodli vytvořit autentické 3D modely jak celých živočichů, tak jejich orgánů. Použili k tomu počítačovou tomografií a nasnímali pulce a žáby v různých vývojových stádiích.
S Jakubem Harnošem z Přírodovědecké fakulty Masarykovy univerzity jsme vstoupili do místnosti a okolo nás jsou stovky malých akvárií. Ve většině z nich jsou ryby, ale nás tady bude zajímat hlavně dvacet akvárií, ve kterých vědci chovají africké žáby rodu xenopus.
„Náš cíl bylo zjistit, jak se pulec vyvíjí v žábu. Získáme embrya, která pak následně zkoumáme a v různých částech jejich vývoje je tzv. umrtvíme. Pak tyto vzorky naskenujeme pod mikro CT skenerem,“ říká Jakub Harnoš.
Ve vedlejší místnosti má Harnoš pulce už připravené o různých velikostech. „V nejmenších lahvičkách jsou nejmenší pulci, pak to jde přes stadium metamorfózy až k dospělým žábám,“ doplňuje.
Lahvičky s jednotlivými stadii pulců se liší jen nepatrně. „Existuje ručně malovaný atlas a my jsme podle něj sledovali vývoj našich pulců a řekli jsme, kdy je čas jejich uspání a zafixování,“ vysvětluje Harnoš.
Zjistit nádor slinivky břišní z pár mililitrů krve. Lékaři testují unikátní metodu chemiků z Pardubic
Číst článek
Rukou malované obrázky ale nikdy nemohou být tak přesné jako moderní zobrazovací metody, biologové se proto spojili s techniky. „Vytvořili jsme 3D digitální modely, které mapují opravdu přesný vývoj této žáby,“ říká Jakub Lázňovský z CEITEC z Vysokého učení technického.
Právě tam jsme převezli naše lahvičky s pulci. Ty jsme si museli zalít do agarózy – gelu, který zajistí, že se vzorek při měření ani nehne. „Teď je náš vzorek připravený a můžeme jít k měření k CT do strojovny. Zde se nachází náš největší CT přístroj, kam si vložíme zafixovaný vzorek mezi rentgenovou trubici a detektor. Měření může začít, samotný sken bude trvat jednu až dvě hodiny,“ říká Lázeňský.
„Po tomto budeme mít naskenované všechny tvrdé tkáně, ale abychom měli i měkké tkáně, tak budeme muset provést speciální chemické barvení,“ vysvětluje dále. Vzorek se tedy následně musí ještě jednou naskenovat, a díky tomu zvládli vědci po dlouhých hodinách vytvořit celý atlas.
3:30
Čeští vědci odhalili tajemství termita s ‚bombou’ na zádech. Unikátním způsobem brání svoje kolonie
Číst článek
3D modely žáby se následně zobrazí na počítači. „Na 3D model se můžeme podívat z jednotlivých stran nebo se prořezávat i dovnitř vzorku, kde se můžeme dívat na jednotlivé orgány, teď například na střeva,“ říká.
Vědci mohou také vedle sebe zobrazit orgány jednotlivých stadií a porovnávat je mezi sebou. Na žábu xenopus se zaměřili proto, že podle Jakuba Harnoše často slouží jako model pro zkoumání embryonálního vývoje jiných živočichů. Do jisté míry i lidí, protože s touto žábou sdílíme asi 80 procent genů.
Vědci ale nezpracovali 3D modely všech orgánů. „Za zpracováním jednotlivých orgánů je spousta práce, proto jsme se rozhodli zobrazit jen ty pro nás nejdůležitější jako třeba mozek nebo střeva,“ dodává.
Zveřejňují ale své postupy, a tak si může jiný vědec najít orgán, který by pro něj byl důležitým. Atlas jako takový si může v internetovém časopise GigaScience prohlédnout kdokoliv.
