Nowe badanie: nowatorskie metody analizy struktur i funkcji komórek dla medycyny i rolnictwa.

WarsawNaukowcy z Brookhaven National Laboratory, działającego w ramach U.S. Department of Energy, opracowali nową metodę obserwacji komórek w wysokiej rozdzielczości, która nie niszczy struktury komórkowej. Technika ta wykorzystuje dwie metody rentgenowskie: tomografię komputerową (XCT) oraz mikroskopię fluorescencyjną (XRF).

Kluczowe punkty:

• Ta metoda umożliwia uchwycenie szczegółowej struktury i składu chemicznego komórek.
• Pomaga w zrozumieniu, jak funkcjonują i wchodzą w interakcje komórki.
• Posiada potencjalne zastosowania w medycynie, rolnictwie i innych dziedzinach.

Zespół do swojego badania wykorzystał komórki z linii embrionalnych komórek nerkowych człowieka (HEK 293). Te komórki są łatwe do hodowania, lecz trudne do obrazowania za pomocą promieni rentgenowskich. Aby przygotować próbki, musieli zastosować skomplikowany proces.

Najpierw zastosuj paraformaldehyd, aby zachować strukturę komórek. Następnie szybko zamroź próbki za pomocą ciekłego etanu. Kolejnym krokiem jest przeniesienie ich do ciekłego azotu. Na koniec przeprowadź liofilizację, aby usunąć wodę, zachowując jednocześnie strukturę komórkową.

Techniki Obrazowania:

• XCT: Ta metoda przedstawia fizyczną strukturę komórki, wykonując przekroje próbki za pomocą promieni X.
• Mikroskopia XRF: Technika ta pokazuje rozkład pierwiastków wewnątrz komórki. Wykorzystuje promienie rentgenowskie o wysokiej energii do pobudzania materiału, co powoduje emisję fluorescencji rentgenowskiej. Pomaga to zrozumieć skład chemiczny komórki.

Xianghui Xiao, główny naukowiec w Brookhaven, opisał zalety jednoczesnego zastosowania dwóch technik. XCT dostarcza trójwymiarowy obraz komórki, co pomaga skierować pomiary XRF na konkretne obszary. Ta metoda oszczędza czas i zmniejsza ryzyko uszkodzenia komórek w wyniku nadmiernej ekspozycji na promieniowanie rentgenowskie.

Zobacz również:

Dzisiaj · 01:34

DNAN groźniejszy niż TNT: nowe badania ujawniają poważne zagrożenie dla roślin i ekosystemów

Nowe metody mogą usprawnić praktyczne zastosowania. Yang Yang, naukowiec z Brookhaven, stwierdził, że mogą one pomóc w dostarczaniu leków. Obrazując fragmenty komórek i śledząc, jak elementy zmieniają się podczas leczenia, naukowcy mogą lepiej zrozumieć, jak działają leki w komórkach.

Przyszłe Zastosowania:

• Badanie komórek ludzkich i organelli w nich zawartych.
• Analiza patogennych grzybów i pożytecznych bakterii.
• Zrozumienie interakcji między patogenami a ich gospodarzami.
• Badania nad ludzkim mikrobiomem.
• Badanie symbiotycznych relacji pomiędzy roślinami a grzybami.

Qun Liu, biolog strukturalny z Brookhaven, wskazał, że ta technologia może pomóc w badaniach nad roślinami takimi jak sorgo. Sorgo odgrywa ważną rolę w bioenergii, a zrozumienie jego interakcji ze szkodliwym grzybem Colletotrichum sublineola może prowadzić do lepszych metod ochrony tej rośliny.

Ta nowa metoda obrazowania pozwala nam lepiej zrozumieć, jak działają systemy biologiczne. Prowadzi do udoskonalenia sposobów obserwacji komórek oraz tworzy nowe narzędzia do ich lepszego poznania. W miarę postępów w tej dziedzinie możemy spodziewać się jeszcze wyraźniejszych obrazów struktury i funkcji komórek.

Badania te zostały sfinansowane przez wewnętrzny program badawczo-rozwojowy Laboratorium Brookhaven oraz Biuro Nauki Departamentu Energii.