Слияние яйцеклетки со сперматозоидом пронаблюдали с помощью «ЭКО-чипа»
Французские ученые разработали микрожидкостное устройство, предназначенное для изучения слияния сперматозоида и яйцеклетки в процессе оплодотворения. С его помощью можно наблюдать происходящее в реальном времени и с высоким разрешением. Отчет о разработке и проведенных наблюдениях подготовлен к презентации на 60 ежегодном слете Биофизического общества в Лос-Анджелесе.
Для проникновения сперматозоида в яйцеклетку необходимо слияние их липидных клеточных мембран. Его обеспечивает взаимодействие закрепленного на гликофосфатидилинозитоле белка Juno на поверхности яйцеклетки и белка Izumo из суперсемейства иммуноглобулинов на сперматозоиде. Тем не менее, как именно это взаимодействие влияет на слияние мембран, известно не было.
Чтобы разобраться в этом механизме, исследователи из Высшей нормальной школы в Париже создали копию мембраны сперматозоида, состоящую из одних липидов. Выяснилось, что состав этой мембраны таков, что она соединяется с типичными липидами клеточной мембраны (в том числе яйцеклетки) с минимальными затратами энергии. При включении в мембрану Izumo исследователи пронаблюдали, как под действием специфичных для сперматозоидов липидов этот белок олигомеризуется при контакте с яйцеклеткой.
На второй стадии эксперимента ученые создали микрожидкостное устройство, которое направляет контакт отдельного сперматозоида с яйцеклеткой в четко заданное место. Этот «ЭКО-чип» представляет собой многослойный кремниевый полимер, закрепленный на предметном стекле. Его камеры, содержащие яйцеклетку и сперматозоиды, соединены отверстием диаметром в 30 миллионных частей метра (0,00003 метра), через которое может проникнуть только одна мужская половая клетка. Это отверстие находится в фокусе конфокального микроскопа, позволяющего наблюдать процесс оплодотворения в реальном времени с высоким разрешением.
С помощью микрожидкостного чипа ученые пронаблюдали характерный тип движения, присущий наиболее «сильным» сперматозоидам, а также выяснили, что слияние мембран половых клеток и проникновение мужского генетического материала внутрь яйцеклетки происходят одновременно. По их словам, это были лишь первые практические испытания устройства, подтверждающие его пригодность для изучения процесса оплодотворения. Более подробную картину взаимодействия мембранных белков и липидов при слиянии клеток, а также последующего ремоделирования мембраны оплодотворенной яйцеклетки ученые рассчитывают получить, комбинируя чип с использованием флуоресцентных антител и других биологических инструментов.
Олег Лищук
Прототип получил сертификат летной годности и готовится к первому полету
Американская компания Boom Supersonic приступила к рулежным испытаниям технологического демонстратора сверхзвукового пассажирского самолета XB-1, который готовится совершить первый полет с аэродрома аэрокосмического центра в пустыне Мохаве. Компания также сообщила, что прототип XB-1 недавно получил сертификат летной годности от Федерального управления гражданской авиации США, разрешающий проведение испытательных полетов. При поддержке Angie — первого российского веб-сервера Американская компания Boom Supersonic занимается разработкой экспериментального самолета-демонстратора XB-1 «Baby Boom» с начала 2010-х. С его помощью она собирается испытать ряд технологий, которые затем будут применены в сверхзвуковом пассажирском самолете Overture, рассчитанном на перевозку от 65 до 80 пассажиров с крейсерской скоростью 1,7 Маха на расстояние до 7870 километров. XB-1 представляет собой уменьшенную версию пассажирского самолета с двухместной кабиной в масштабе одной трети от размеров Overture. Размах оживального крыла XB-1 составляет 5,2 метра, длина фюзеляжа — 21,6 метра, взлетная масса прототипа — около шести тонн. В конструкции самолета широко используются композитные материалы, а также титан. Расположенные в хвостовой части три двигателя General Electric J85-15 работают на синтетическом топливе и выдают суммарную тягу около 55 килоньютон. Они должны разгонять «Baby Boom» до крейсерской скорости 2,2 Маха. Выкатка полностью собранного прототипа состоялась в 2020 году, а в 2022 начались испытания двигателей. Затем XB-1 перевезли из ангара компании в городе Сентенниал, расположенном в штате Колорадо, в аэрокосмический центр в пустыне Мохаве в штате Калифорния. С момента прибытия в Мохаве самолет начал проходить программу наземных испытаний. В нее включены испытания на рулежных дорожках, которые начались на прошлой неделе. Во время рулежных испытаний XB-1 разгоняется с помощью собственных двигателей, набирает определенную скорость, но не отрывается от земли. Также компания сообщила, что прототип XB-1 недавно получил сертификат летной годности в экспериментальной категории от Федерального управления гражданской авиации США, разрешающий испытательные полеты прототипа. https://www.youtube.com/watch?v=Hg9pHnQ4zTs Первый полет XB-1 должен состояться после завершения всех наземных испытаний. Летчики-испытатели Билл Шумейкер и Тристан Бранденбург готовятся к предстоящему полету, отрабатывая основные операции на тренажере, а также на учебно-тренировочном самолете T-38, который будет сопровождать XB-1 в его первом вылете. Успешный полет XB-1 предоставит ценные данные по различным аспектам, включая аэродинамику, воздействие звукового удара и эффективности использования синтетического топлива. Подробнее о перспективах возрождения сверхзвуковых пассажирских самолетов читайте в нашем материале «Включите сверхзвук».