Nieuw onderzoek: de fascinerende wereld van cellen onthuld zonder schade

AmsterdamWetenschappers van Brookhaven National Laboratory, onderdeel van het Amerikaanse ministerie van Energie, hebben een nieuwe methode ontwikkeld om cellen gedetailleerd te bekijken zonder ze te beschadigen. Deze techniek maakt gebruik van twee soorten röntgenmethoden: computed tomography (XCT) en fluorescentiemicroscopie (XRF).

Belangrijkste punten:

• Deze techniek legt de gedetailleerde structuur en chemische samenstelling van cellen vast.
• Het helpt ons te begrijpen hoe cellen functioneren en met elkaar omgaan.
• Het heeft potentiële toepassingen in de geneeskunde, landbouw en andere gebieden.

Het onderzoeksteam gebruikte cellen van de menselijke embryonale niercel-lijn (HEK) 293. Deze cellen groeien gemakkelijk, maar zijn moeilijk te fotograferen met röntgenstralen. Voor de voorbereiding van de monsters moesten ze een ingewikkeld proces volgen.

Behandel de cellen eerst met paraformaldehyde om hun structuur te behouden. Vries de monsters vervolgens snel in met vloeibaar ethaan. Verplaats ze daarna naar vloeibare stikstof. Tot slot, droog de monsters in door vriesdrogen om water te verwijderen, terwijl de cellulaire structuur intact blijft.

Beeldvormingstechnieken:

• XCT: Deze techniek legt de fysieke structuur van de cel vast. Het gebruikt röntgenstralen om een dwarsdoorsnede van het monster te tonen.
• XRF-microscopie: Deze methode onthult de verdeling van elementen binnen de cel. Het maakt gebruik van hoogenergetische röntgenstralen om het materiaal te exciteren, waardoor röntgenfluorescentie wordt uitgezonden. Dit helpt bij het begrijpen van de chemische samenstelling van de cel.

Xianghui Xiao, een hoofdwetenschapper bij Brookhaven, legde de voordelen uit van het combineren van twee technieken. XCT biedt een driedimensionaal beeld van de cel, wat helpt om XRF-metingen gericht op specifieke gebieden uit te voeren. Deze methode bespaart tijd en verkleint de kans op beschadiging van cellen door overmatige blootstelling aan röntgenstralen.

Lees ook:

Vandaag · 01:34

Nieuw onderzoek: DNA schadelijker voor planten dan TNT, dringende milieuproblemen ontrafeld

De nieuwe methoden kunnen praktische toepassingen verbeteren. Yang Yang, een wetenschapper bij Brookhaven, zei dat ze kunnen helpen bij de medicijnafgifte. Door delen van cellen te visualiseren en het verloop van elementen tijdens behandelingen te volgen, kunnen wetenschappers meer te weten komen over de werking van medicijnen in cellen.

Toekomstige Toepassingen:

• Analyse van menselijke cellen en hun organellen.
• Onderzoek naar pathogene schimmels en nuttige bacteriën.
• Begrip van de interactie tussen pathogenen en hun gastheren.
• Studeren van het menselijk microbioom.
• Onderzoek naar symbiotische relaties tussen planten en schimmels.

Qun Liu, een structureel bioloog bij Brookhaven, gaf aan dat deze technologie kan helpen bij het bestuderen van gewassen zoals sorghum. Sorghum is van belang voor bio-energie, en door te begrijpen hoe het gewas omgaat met de schadelijke schimmel Colletotrichum sublineola kunnen we betere methoden ontwikkelen om het te beschermen.

Deze nieuwe beeldvormingstechniek helpt ons beter te begrijpen hoe biologische systemen werken. Dit leidt tot verbeterde manieren om cellen te bestuderen en creëert nieuwe hulpmiddelen om ze beter te begrijpen. Naarmate dit veld zich verder ontwikkelt, kunnen we nog scherpere beelden verwachten van de structuur en werking van cellen.

Dit onderzoek werd gefinancierd door Brookhaven's Labgericht Onderzoek en Ontwikkeling en het Wetenschapsbureau van het Amerikaanse Ministerie van Energie.