Noile tehnologii prezintă semnalele electrice din interiorul celulelor – ar putea inspira noi domenii de cercetare

Dansul complex al semnalelor electrice din interiorul unei celule deține cheia multor întrebări despre boli și tulburări, dar a fost dificil de înțeles – așa că o echipă de oameni de știință din UChicago a inventat un mod de a asculta.

Universitatea din Chicago oamenii de știință sunt pionieri ai noii metode de măsurare a electricității în celule.

Electricitatea este o componentă cheie în corpurile vii. Știm că schimbările de tensiune sunt importante în sistemele biologice; stimulează bătăile inimii și permit neuronilor să comunice între ei. Dar timp de decenii, nu a fost posibil să se măsoare diferențele de tensiune între organele – structurile învelite cu membrană în interiorul celulei – și restul celulei.

Cu toate acestea, o tehnologie de pionier dezvoltată de oamenii de știință UChicago le permite cercetătorilor să observe celulele pentru a vedea câte organite diferite folosesc tensiuni pentru a îndeplini funcții.

“Oamenii de știință au observat de multă vreme că coloranții încărcați folosiți pentru vopsirea celulelor se vor bloca în mitocondrii”, a explicat studentul absolvent Anand Saminathan, primul autor al lucrării, care a fost publicat în Nanotehnologia naturii. “Dar s-a făcut puțină muncă pentru a investiga potențialul de membrană al altor organite din celulele vii”.

Laboratorul Krishnan din UChicago este specializat în construirea unor senzori mici pentru a călători în interiorul celulelor și pentru a raporta ceea ce se întâmplă, astfel încât cercetătorii să poată înțelege cum funcționează celulele și cum se descompun în boli sau tulburări. Anterior, au construit astfel de mașini pentru a studia neuronii și lizozomii, printre altele.

În acest caz, au decis să folosească tehnica pentru a investiga activitățile electrice ale organelor din celulele vii.

În membranele neuronale, există proteine ​​numite canale ionice care acționează ca porțile de intrare și ieșire ale ionilor încărcați de celulă. Aceste canale sunt esențiale pentru comunicarea neuronilor. Cercetările anterioare au arătat că organitele au canale ionice similare, dar nu am fost siguri ce roluri au jucat.

Noul instrument al cercetătorilor, numit Voltair, face posibilă cercetarea în continuare a acestei întrebări. Funcționează ca un voltmetru care măsoară diferența de tensiune a două zone diferite dintr-o celulă. Voltair este construit ADN, ceea ce înseamnă că poate merge direct la celulă și poate avea acces la structuri mai profunde.

În studiile lor inițiale, cercetătorii au căutat potențialele de membrană – o schimbare a tensiunii în interiorul unei organele față de exterior. Ei au găsit dovezi pentru astfel de potențiale în unele organite, cum ar fi rețelele trans-Golgi și endozomii de reciclare, despre care se credea că nu au deloc potențiale de membrană.

„Deci, cred că potențialul de membrană în organite poate juca un rol mai mare – poate ajută organele să comunice”, a spus prof. Yamuna Krishnan, expert în domeniul nuclear aciddispozitive bazate pe molecule.

Studiile lor sunt doar începutul, au spus autorii; Voltair oferă o modalitate pentru cercetătorii din multe domenii de a răspunde la întrebări pe care nu le-au putut pune niciodată. Poate fi folosit și pe plante.

“Această nouă dezvoltare va începe cel puțin discuțiile și poate chiar inspira un nou domeniu de cercetare”, a spus Saminathan.

Referință: „Un voltmetru bazat pe ADN pentru organite” de Anand Saminathan, John Devany, Aneesh Tazhe Veetil, Bhavyashree Suresh, Kavya Smitha Pillai, Michael Schwake și Yamuna Krishnan, 2 noiembrie 2020, Nanotehnologia naturii.
DOI: 10.1038 / s41565-020-00784-1

Finanțare: Institutele Naționale de Sănătate, Universitatea din Chicago Consiliul pentru femei, Searle Funds la Chicago Community Trust

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Modelul demonstrează similitudini în modul în care studiază oamenii și insectele

Modelul de calcul demonstrează similaritatea în cunoașterea împrejurimilor oamenilor și insectelor. Potrivit unui nou studiu de la Universitatea din Sussex, care arată cum oamenii pot...

Cum am creat „furtuna perfectă” pentru evoluția și transmiterea bolilor infecțioase, cum ar fi COVID-19

Potrivit unui cercetător de la Universitatea din Anglia de Est, în majoritatea modurilor noastre, „furtuna perfectă” a fost creată pentru evoluția și transmiterea bolilor...

„Adezivul molecular” crește eficiența și face ca celulele solare perovskite să devină mult mai fiabile în timp

Cercetătorii au folosit „adeziv molecular” auto-asamblat monostrat pentru a consolida interfețele din celulele solare perovskite pentru a le face mai eficiente, stabile și fiabile....

Pastele plate sunt atât de avansate încât se formează în morfuri atunci când sunt fierte

Laboratorul CMU gestionează producția de paste, care își schimbă forma pe măsură ce gătește. Credit: Universitatea Carnegie Mellon Pastele plate ambalate creează ambalare, transport...

Oamenii de știință ai undelor gravitaționale Excelentă nouă metodă de rafinare a constantei Hubble – expansiunea și vârsta universului

O ilustrare a artistului unei perechi unificate de stele neutronice. Credit: Carl Knox, Universitatea OzGrav-Swinburne O echipă de oameni de știință internaționali, condusă de...

Newsletter

Subscribe to stay updated.