Produkcję białek w żywych komórkach obserwowano w czasie rzeczywistym

Naukowcy z École Polytechnique Fédérale de Lausanne wykorzystali nanoplazmonikę do obserwacji

produkcja w czasie rzeczywistym wewnątrz komórekróżne złożone związki chemiczne. Technologia ta pomoże w badaniu funkcji komórek, opracowywaniu nowych metod leczenia różnych chorób i tworzeniu szczepionek.

Wizualizacja wydzielania białka w pojedynczej komórce. Wideo: EPFL 

Do obserwacji badacze umieszczają oddzielnekomórki do mikroskopijnych dołków w nanostrukturalnym, pozłacanym chipie. Następnie powodują rezonans plazmonowy na powierzchni chipa. Są to rezonansowe oscylacje elektronów, które występują, gdy plazmon powierzchniowy jest wzbudzany przez zewnętrzną falę elektromagnetyczną. Fluktuacje te umożliwiają mapowanie wydzielanych substancji w trakcie ich wytwarzania poprzez obserwację kształtu i ruchu komórek.

Metoda naukowców opiera się na chipie nanoplazmonowymPowierzchnia 1 cm², składająca się z milionów maleńkich otworów i setek komór na pojedyncze komórki. Chip wykonany jest z nanostrukturalnego złotego podłoża pokrytego cienką polimerową siatką. Każda komora jest wypełniona pożywką komórkową, która utrzymuje komórki przy życiu i zdrowiu podczas procesu obrazowania.

Struktura chipa, na którym przeprowadzono badania. Zdjęcie: Saeid Ansaryan i in., Nature Biomedical Engineering

Rezonans plazmoniczny jest wyzwalany przezwiązka światła powodująca wibracje elektronów w atomach złota. Nanostruktura jest zaprojektowana w taki sposób, że mogą przez nią przenikać tylko określone długości fal. Kiedy coś – na przykład wydzielanie białka – pojawia się na powierzchni chipa, zmienia to przechodzące przez niego światło i przesuwa się widmo. Przetwornik obrazu i dioda LED rejestrują takie zmiany.

Ponieważ ta metoda zanurza komórki wpożywki hodowlanej i nie wymaga toksycznych znaczników stosowanych w innych technologiach obrazowania, badane komórki są łatwe do odzyskania. Daje to tej metodzie ogromny potencjał do wykorzystania w opracowywaniu środków farmaceutycznych, szczepionek i innych metod leczenia – zauważają autorzy. Można go na przykład wykorzystać do badania reakcji komórek na różne metody leczenia na poziomie indywidualnym.

Czytaj więcej:

Nowy obraz Hubble'a zaintrygował naukowców

Naukowcy rozszyfrowali tajemniczy rękopis Ptolemeusza. Był ukryty pod innym tekstem

Spójrz na mapę Marsa w najwyższej rozdzielczości: 110 000 klatek i 5,7 biliona pikseli

Na okładce: ilustracja żywych komórek w komórkach mikrochipów. Obraz: BIOS EPFL