Proteinproduktion i levende celler blev observeret i realtid

Forskere fra École Polytechnique Fédérale de Lausanne brugte nanoplasmonik til at observere

realtidsproduktion inde i cellerforskellige komplekse kemiske forbindelser. Teknologien vil hjælpe med at studere cellers funktioner, udvikle nye behandlinger for forskellige sygdomme og skabe vacciner.

Visualisering af proteinsekretion i en enkelt celle. Video: EPFL

Til observation placerer forskere individuelleceller i mikroskopiske brønde i en nanostruktureret guldbelagt chip. Derefter forårsager de plasmonresonans på overfladen af ​​chippen. Disse er resonansoscillationer af elektroner, der opstår, når en overfladeplasmon exciteres af en ekstern elektromagnetisk bølge. Disse fluktuationer gør det muligt at kortlægge udskilte stoffer, efterhånden som de dannes, og observere cellernes form og bevægelse.

Forskernes metode er baseret på en nanoplasmonisk chipet område på 1 cm², bestående af millioner af små huller og hundredvis af kamre til individuelle celler. Chippen er lavet af et nanostruktureret guldsubstrat dækket med et tyndt polymernet. Hvert kammer er fyldt med cellemedier for at holde cellerne i live og sunde under billeddannelsesprocessen.

Strukturen af ​​den chip, som forskningen blev udført med. Billede: Saeid Ansaryan et al., Nature Biomedical Engineering

Plasmonresonans udløses afen lysstråle, der får elektronerne i guldatomerne til at svinge. Nanostrukturen er designet på en sådan måde, at kun bestemte bølgelængder kan trænge igennem den. Når noget - såsom proteinsekretion - sker på overfladen af ​​chippen, ændrer det det transmitterede lys, og spektret skifter. En billedsensor og en LED registrerer sådanne ændringer.

Fordi denne metode nedsænker celler ikulturmedium og ikke kræver toksiske mærker, der anvendes i andre billeddannelsesteknologier, er de undersøgte celler nemme at genvinde. Det giver metoden et stort potentiale for anvendelse i udvikling af lægemidler, vacciner og andre behandlinger, bemærker forfatterne. Det kan for eksempel bruges til at studere, hvordan celler reagerer på forskellige behandlinger på individuelt niveau.

Læs mere:

Nyt billede af Hubble forundrede videnskabsmænd

Forskere har dechifreret Ptolemæus' mystiske manuskript. Det var skjult under anden tekst

Se på det højeste opløsningskort over Mars: 110.000 billeder og 5,7 billioner pixels

På omslaget: illustration af levende celler i mikrochipceller. Billede: BIOS EPFL