Ny studie: Utforska cellernas komplexa värld för framsteg inom medicin och jordbruk

StockholmForskare vid U.S. Department of Energy's Brookhaven National Laboratory har utvecklat ett nytt sätt att undersöka celler i detalj utan att skada dem. Denna metod använder två typer av röntgentekniker: datortomografi (XCT) och fluorescensmikroskopi (XRF).

Viktiga punkter:

• Denna teknik fångar cellernas detaljerade struktur och kemiska sammansättning.
• Den bidrar till att förstå hur celler fungerar och samverkar.
• Den har potentiella tillämpningar inom medicin, jordbruk och andra områden.

Teamet använde celler från den mänskliga embryonala njurcellslinjen HEK 293 i sin studie. Dessa celler är enkla att odla men svåra att avbilda med röntgenstrålar. De var tvungna att följa en komplicerad process för att förbereda proverna.

Börja med att behandla cellerna med paraforymaldehyd för att bevara deras struktur. Snabbfrys sedan proverna med hjälp av flytande etan. Därefter förs de över till flytande kväve. Slutligen frysstorkas proverna för att avlägsna vatten och samtidigt bibehålla cellstrukturen.

Avbildningstekniker:

• XCT: Denna metod visar cellens fysiska struktur. Röntgenstrålar används för att visa ett tvärsnitt av provet.
• XRF-Mikroskopi: Denna teknik avslöjar elementens fördelning i cellen. Den använder högenergiröntgen för att excitera materialet, vilket får det att avge röntgenfluorescens. Detta hjälper till att förstå cellens kemiska sammansättning.

Xianghui Xiao, en ledande forskare vid Brookhaven, beskrev fördelarna med att kombinera två metoder. XCT ger en tredimensionell bild av cellen, vilket möjliggör riktade XRF-mätningar mot specifika områden. Denna metod sparar tid och minskar risken för att skada cellerna genom överdriven röntgenexponering.

Läs också:

Idag · 01:34

Ny studie: DNA skadligare för växter än TNT—en risk för ekosystem och jordbruk

De nya metoderna kan förbättra praktiska användningsområden. Yang Yang, en forskare vid Brookhaven, påpekade att de kan vara till hjälp vid läkemedelsleverans. Genom att avbilda delar av celler och följa hur element förändras under behandling kan forskare lära sig mer om hur läkemedel fungerar i celler.

Framtida Användningsområden:

• Utforska mänskliga celler och deras organeller.
• Undersöka patogena svampar och nyttiga bakterier.
• Förstå interaktionerna mellan patogener och deras värdar.
• Forska på människans mikrobiom.
• Studera symbiotiska relationer mellan växter och svampar.

En strukturell biolog vid Brookhaven, Qun Liu, påpekade att denna teknik kan bidra till att studera grödor som durra. Durra är viktigt för bioenergi, och att utforska hur det samverkar med den skadliga svampen Colletotrichum sublineola kan leda till bättre sätt att skydda grödan.

Denna nya avbildningsteknik ger oss möjlighet att få djupare insikt i hur biologiska system fungerar. Det leder till förbättrade metoder för att studera celler och skapar verktyg som ger en bättre förståelse av dem. Allteftersom detta område fortsätter att utvecklas, kan vi förvänta oss ännu tydligare insikter i cellernas struktur och funktion.

Denna studie finansierades av Brookhavens forskning och utveckling som styrs av laboratoriet samt energidepartementets vetenskapskontor.