МРТ раскрывает тайну клубня: вот что теперь можно увидеть внутри растения

Что, если бы мы могли заглянуть внутрь плода или клубня — и увидеть, как по тканям перемещаются сахара и аминокислоты? Теперь это возможно.

Прорыв в растительной науке

Международная команда учёных разработала новую методику МРТ, созданную специально для изучения живых растений. Этот подход позволяет неинвазивно отслеживать движение метаболитов — сахаров и аминокислот — в таких органах, как семена, корни, клубни и плоды.

Особую ценность метод представляет для исследования сельскохозяйственных культур: кукурузы, ячменя, гороха, картофеля, сахарной свеклы и тростника. Учёные теперь могут наблюдать метаболизм растений в режиме реального времени — без необходимости разрушать образцы или вводить в них маркеры.

Почему классическая МРТ не подходила

В традиционной ЯМР-томографии акцент делается на сигналы от протонов воды или жиров. Но концентрация протонов в метаболитах значительно ниже, и сигналы от воды "заглушают” то, что нужно учёным.

Метод CEST (chemical exchange saturation transfer) решил эту проблему. Он передаёт магнетизацию от метаболитов к воде и позволяет регистрировать снижение сигнала — а значит, "видеть” нужные молекулы.

Что умеет CEST

Метод способен:

• Определять наличие метаболитов по их способности обмениваться протонами с водой.
• Создавать высокий контраст даже в условиях неоднородного магнитного поля.
• Работать с "неудобными” ботаническими образцами, которые невозможно исследовать обычной спектроскопией.
• Визуализировать метаболиты с микроскопическим разрешением.

Новые горизонты в аграрной науке

"Мы впервые получили динамическую карту сахаров и аминокислот в растущих семенах", — подчёркивают разработчики. Это даёт селекционерам данные о том, как и когда формируются питательные вещества в органах-коллекторах.

Теперь возможно проследить, как растения реагируют на изменения среды на уровне обмена веществ — и связать это с их строением. Это открывает путь к более точному прогнозированию урожайности и адаптивности культур.

Уточнения

Магни́тно-резона́нсная томогра́фия (МРТ) - способ получения томографических медицинских изображений для исследования внутренних органов и тканей с использованием явления ядерного магнитного резонанса.