Бенджамин Раво, аспирант по физике в Ecole Normale Superieure de Paris, расскажет о новой технике в своем выступлении на 60-м ежегодном собрании Биофизического общества, которое состоится с 27 февраля по 2 марта 2016 года в Конференц-центре Лос-Анджелеса в г. Лос-Анджелес, Калифорния.Раво и его коллеги работают в сотрудничестве с биологами и врачами, занимающимися оплодотворением и вспомогательными репродуктивными технологиями, такими как экстракорпоральное оплодотворение (ЭКО), разрабатывая междисциплинарные инструменты, которые помогут выявить оплодотворение у млекопитающих.
С этой целью Раво разработал новое устройство микрофлюидики, которое позволяет ему точно контролировать расположение мембраны, где сперматозоид сливается с яйцеклеткой. Устройство состоит из микрожидкостного чипа из многослойного силиконового полимера, закрепленного на предметном стекле; сперматозоид находится в нижнем слое, а яйцеклетка — в верхнем, внутри яичной чашки.
Внизу яичной чашки есть крошечное отверстие шириной 30 миллионных метра, которое соединяется с нижним слоем чипа. При добавлении к нижнему слою сперматозоид проходит через отверстие и прилипает к яйцеклетке, сливается с ней и оплодотворяет ее. Чип совместим с технологиями оптической визуализации, такими как конфокальная микроскопия, что позволяет исследователям получать изображения с высоким разрешением и видеозаписи процесса оплодотворения, когда он происходит.
«Это совершенно новый подход», — сказал Раво. С помощью устройства исследователи смогли получить первые изображения с высоким пространственным и временным разрешением начала контакта между отдельными сперматозоидами и яйцеклеткой, слияния их мембран и поглощения сперматозоидов яйцеклеткой.
Кроме того, они смогли наблюдать включение ДНК сперматозоидов в цитоплазму яйцеклетки.«Наш подход может предоставить новые знания в области исследований, которая остается в значительной степени недостаточно изученной из-за отсутствия адекватных технологий.
Этот« ЭКО-чип »- уникальный инструмент для наблюдения за каскадом молекулярных и мембранных событий, происходящих во время оплодотворения. ", — сказал Раво, — и в условиях, имитирующих естественный процесс. Предыдущие попытки получить информацию о динамической активности сперматозоидов и мембран яйцеклетки во время оплодотворения включали оплодотворение яйцеклетки множеством сперматозоидов, что приводило к «нефизиологическим» ситуациям, когда многие сперматозоиды одновременно контактируют с плазматической мембраной яйца.
«В сочетании с биологическими инструментами, такими как флуоресцентные антитела или генетически модифицированные животные, чип ЭКО может предложить новый взгляд на мембранные события во время взаимодействия гамет», — сказал Раво. «Более глубокое понимание молекулярных и физических механизмов, ответственных за оплодотворение, может в конечном итоге привести к более совершенным методам диагностики причин бесплодия и улучшенным индивидуализированным медицинским методам лечения».