09:08 2023-03-27
science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu
_ Celulele umane ajută cercetătorii să înțeleagă camuflajul calmarului
_ Celulele umane ajută cercetătorii înțelegeți camuflajul calmarilor
Calamarii și caracatițele sunt maeștri în camuflaj, amestecându-se în mediul lor pentru a se sustrage de prădători sau pentru a surprinde prada. Unele aspecte ale modului în care aceste cefalopode devin reversibil transparente sunt încă „neclare”, în mare parte pentru că cercetătorii nu pot cultiva celulele pielii de cefalopode în laborator. Astăzi, totuși, cercetătorii raportează că au replicat transparența reglabilă a unor celule de piele de calmar din celulele de mamifere, care pot fi cultivate. Lucrarea ar putea nu numai să arunce lumină asupra biologiei de bază a calmarului, ci și să conducă la modalități mai bune de a vizualiza multe tipuri de celule.
Cercetătorii își vor prezenta rezultatele la reuniunea de primăvară a grupului. Societatea Americană de Chimie (ACS). ACS Spring 2023 este o întâlnire hibridă care se desfășoară virtual și în persoană între 26 și 30 martie.
De mulți ani, Alon Gorodetsky, Ph.D., și grupul său de cercetare au lucrat la materiale inspirate de calmar . În lucrările anterioare, ei au dezvoltat „autocolante de invizibilitate”, care au constat din proteine reflectină de calmar produse de bacterii care au fost lipite pe bandă lipicioasă. „Așadar, am avut această idee nebună să vedem dacă am putea surprinde un aspect al capacității țesuturilor pielii de calmar de a schimba transparența în culturile de celule umane”, spune Gorodetsky, care este investigatorul principal al proiectului.
< Echipa de la Universitatea din California, Irvine și-a concentrat eforturile asupra celulelor cefalopode numite leucofori, care au nanostructuri asemănătoare particulelor compuse din proteine reflectină care împrăștie lumina. De obicei, reflectinele se adună împreună și formează nanoparticule, astfel încât lumina nu este absorbită sau transmisă direct; în schimb, lumina se împrăștie sau sare din ele, făcând ca leucoforii să pară alb strălucitor.„Am vrut să proiectăm celulele de mamifere pentru a forma stabil, în loc să formeze temporar, nanostructuri de reflectină pentru care să putem controla mai bine împrăștierea. de lumină”, spune Gorodetsky. Asta pentru că, dacă celulele permit luminii să treacă cu puțină împrăștiere, vor părea mai transparente. Alternativ, împrăștiind mult mai multă lumină, celulele vor deveni opace și mai evidente. „Apoi, la nivel celular, sau chiar la nivel de cultură, ne-am gândit că am putea modifica în mod previzibil transparența celulelor în raport cu mediul înconjurător sau fundal”, spune el.
Pentru a schimba modul în care lumina interacționează cu culturile. celulele, Georgii Bogdanov, un student absolvent în laboratorul lui Gorodetsky, care prezintă rezultatele, a introdus gene derivate din calmar care codificau reflectină în celulele umane, care apoi au folosit ADN-ul pentru a produce proteina. „Un progres cheie în experimentele noastre a fost ca celulele să producă în mod stabil reflectină și să formeze nanostructuri care difuzează lumina cu indici de refracție relativ mari, ceea ce ne-a permis, de asemenea, să imaginăm mai bine celulele în trei dimensiuni”, spune Bogdanov.
În experimente, echipa a adăugat sare în mediul de cultură al celulelor și a observat că proteinele reflectină se adună împreună în nanostructuri. Prin creșterea sistematică a concentrației de sare, Bogdanov a obținut imagini 3D detaliate, time-lapse, ale proprietăților nanostructurilor. Pe măsură ce nanoparticulele au devenit mai mari, cantitatea de lumină care a respins celulele a crescut, reglându-le, în consecință, opacitatea.
Apoi, pandemia de COVID-19 a lovit, lăsându-i pe cercetători să se întrebe ce ar putea face pentru a-și avansa. investigație fără a fi fizic în laborator. Așadar, Bogdanov și-a petrecut timpul acasă dezvoltând modele computaționale care ar putea prezice împrăștierea și transparența luminii așteptate pentru o celulă înainte ca un experiment să fie efectuat. „Este o buclă frumoasă între teorie și experimente, în care introduceți parametrii de proiectare pentru nanostructurile reflectinei, obțineți proprietăți optice prezise specifice și apoi proiectați celulele mai eficient – pentru orice proprietăți de difuzare a luminii v-ar putea interesa”, explică Gorodetsky. .
La un nivel de bază, Gorodetsky sugerează că aceste rezultate îi vor ajuta pe oamenii de știință să înțeleagă mai bine celulele pielii de calmar, care nu au fost cultivate cu succes într-un cadru de laborator. De exemplu, cercetătorii anteriori au postulat că nanoparticulele de reflectină se dezasambla și reasambla pentru a schimba transparența leucoforilor de calmar reglabili. Și acum, echipa lui Gorodetsky a arătat că rearanjamente similare au avut loc în celulele lor stabile de mamifer proiectate cu modificări simple ale concentrației de sare, un mecanism care pare analog cu ceea ce a fost observat în celulele de calmar reglabil.
Cercetătorii sunt acum. optimizarea tehnicii lor pentru a proiecta strategii mai bune de imagistică celulară bazate pe proprietățile optice intrinseci ale celulelor. Gorodetsky prevede că proteinele reflectină ar putea acționa ca etichete codificate genetic care nu s-ar înălbi în interiorul celulelor umane. „Reflectina ca sondă moleculară oferă o mulțime de posibilități de urmărire a structurilor din celule cu tehnici avansate de microscopie”, adaugă Bogdanov. De exemplu, oamenii de știință propun că abordările imagistice bazate pe munca lor ar putea avea, de asemenea, implicații pentru o mai bună înțelegere a creșterii și dezvoltării celulelor.
Comentarii:
Adauga Comentariu