Нанопинцеты извлекают отдельные молекулы из живой клетки, не разрушая ее

09.12.2018

Используя электрические импульсы, "пинцет" может извлекать отдельные ДНК, белки и органеллы из живых клеток, не разрушая их. Над разработкой трудились ученые из Имперского колледжа Лондона. Их исследование может помочь ученым в создании "атласа клеток человека" и дать новое представление о том, как функционируют здоровые клетки и что происходит в пораженных клетках.

Ученые постоянно расширяют свои знания о том, как функционируют клетки, но до сих пор остаются нерешенные вопросы. Это особенно справедливо для отдельных клеток одного типа, таких как клетки мозга, мышц или жировые клетки, которые все же сильно отличаются друг от друга по составу на молекулярном уровне. Составление "атласа" или "каталога" разнообразия клеток, кажущихся идентичными, может помочь исследователям лучше понять фундаментальные клеточные процессы и разработать улучшенные модели болезней и даже новые терапевтические методы для пациентов.

Однако при традиционных методах изучения этих различий клетка обычно разрушается - и в результате все ее содержимое смешивается. Это приводит к потере информации не только о том, как органеллы клетки были расположены относительно друг друга, но и о том, какие молекулярные изменения произошли в клетке со временем.

"Нанопинцет", разработанный учеными из Имперского колледжа Лондона, позволяет сохранить эту информацию. Руководитель проекта, профессор Джошуа Эдель (Joshua Edel), отметил: "С помощью пинцета мы можем извлечь из клетки минимальное количество молекул, которые нам нужны, в реальном времени, не повредив саму клетку. Мы продемонстрировали, что можем манипулировать и извлекать несколько различных частей из разных областей клетки, включая митохондрии из самой клетки, РНК из цитоплазмы и даже ДНК из ядра".

Пинцеты сделаны из острого стеклянного стержня с парой электродов на конце, изготовленных из материала на основе углерода - такого, как графит. Наконечник составляет менее 50 нанометров (нанометр - миллионная часть миллиметра) в диаметре и разделен на два электрода с промежутком 10-20 нанометров между ними.

Метод основан на явлении, называемом диэлектрофорезом. Пинцет генерирует достаточно высокое электрическое поле, которое позволяет захватывать и извлекать небольшое количество клеток, таких как ДНК или транскрипционные факторы - молекулы, которые могут изменять активность генов.

В будущем новый инструмент можно использовать в экспериментах с нервными клетками, который на данный момент невозможны. Добавляя или удаляя митохондрии из отдельных клеток с помощью "нанопинцета", исследователи смогут лучше понять роль этих органелл, особенно в нейродегенеративных заболеваниях.

<< Назад: Устройство, имитирующее работу мозга 09.12.2018

>> Вперед: RAK811 - бюджетный LoRa-модуль для интернета вещей 08.12.2018

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Накопители Intel SSD 660p на основе QLC 3D NAND 10.08.2018 Корпорация Intel представила накопители Intel SSD 660p - свои первые твердотельные решения на основе памяти QLC 3D NAND, рассчитанные на потребительский рынок. Технология QLC, или Quad-Level Cell, предусматривает хранение четырех бит информации в одной ячейке. За счет этого плотность хранения данных по сравнению с изделиями TLC (Triple-Level Cell) NAND, которые содержат три бита информации в ячейке, возрастает на 33 %. В серию Intel 660p вошли три модели - вместимостью 512 Гбайт, а также 1 Тбайт и 2 Тбайт. Изделия полагаются на контроллер Silicon Motion SMI 2263. Накопители выполнены в формате M.2 2280 (22 х 80 мм); задействован интерфейс PCI-Express 3.0 x4. Младшая версия обойдется примерно в 100 долларов США. Стоимость модификаций вместимостью 1 Тбайт и 2 Тбайт составляет соответственно 200 и 400 долларов, что делает Intel SSD 660p самым доступным накопителем с интерфейсом NVMe. Несмотря на использование четырехбитовой памяти, производитель дает на новые накопители пятилетнюю гарантию. При этом объем перезаписи, в пределах которой действует гарантия, составляет 100 Тбайт для модели 512 Гбайт и 200 Тбайт - для двух старших версий.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025