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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Наушники Bowers & Wilkins Px8 S2 11.11.2025

Наушники премиум-класса становятся не только аксессуаром для прослушивания музыки, но и инструментом для профессиональной работы с аудио. Новый флагман британского бренда Bowers & Wilkins - модель Px8 S2 - демонстрирует, как эти аспекты можно объединить в одной беспроводной системе. Компания представила Px8 S2 как обновленную флагманскую модель в линейке, ориентированную на пользователей, которые ценят высокое качество звука, эффективное шумоподавление и премиальный дизайн. Производитель отмечает, что наушники сочетают передовые акустические решения с эргономикой для длительного использования. Каждое устройство оснащено 40-миллиметровыми динамиками с карбоновыми диффузорами и 24-битным цифровым процессором. По словам Bowers & Wilkins, это обеспечивает точное и детализированное воспроизведение звукового спектра, а также поддержку аудио высокого разрешения. Автоматическая оптимизация соединения с источником сигнала гарантирует стабильное и качественное звучание вне зависимо ...>>

Шимпанзе могут менять свои убеждения 10.11.2025

Понимание того, как формируются убеждения и принимаются решения, традиционно считалось уникальной способностью человека. Однако недавнее исследование показало, что шимпанзе обладают способностью пересматривать свои мнения на основе новых данных, демонстрируя уровень рациональности, который ранее считался исключительно человеческим. Психологи под руководством Ханны Шлейхауф из Утрехтского университета провели серию экспериментов, направленных на изучение метапознания у шимпанзе. Исследователи впервые наблюдали, как эти обезьяны могут взвешивать различные виды доказательств и корректировать свои решения при появлении более убедительной информации. Экспериментаторы рассматривали рациональность как способность формировать убеждение о мире на основе фактических данных. При поступлении новой информации разумное существо способно сравнивать старые и новые данные и изменять свое мнение, если новые доказательства оказываются более весомыми. Для экспериментов использовались шимпанзе из ...>>

Случайная новость из Архива Новая технологическая платформа для чипов носимой электроники и Интернета вещей 02.10.2014 Рынки Интернета вещей и носимой электроники начинают развиваться, и на этой волне компания TSMC предложила технологическую платформу, которую можно использовать для выпуска продуктов со сверхмалым энергопотреблением. В рамках этой платформы предусмотрено несколько техпроцессов, которые обеспечивают значительное уменьшение энергопотребления, а также экосистема проектирования, которая позволяет сократить время появления новой продукции на рынке. Ранее, до появления указанной платформы, TSMC предлагала технологические процессы 0.18eLL (экстремально низкие токи утечки и нормы 0,18 мкм), 90uLL (сверхмалые токи утечки и 90 нм), а также техпроцесс на основе FinFET-транзисторов (18 нм). Теперь же к ним добавились техпроцессы 28ULP, 40ULP и 55ULP (28, 40 и 55 нм, сверхмалое энергопотребление). Микросхемы, изготовленные по этим техпроцессам способны работать на тактовых частотах до 1,2 ГГц. Предлагая широкий спектр технорм, TSMC дает возможность клиентам выбрать наиболее оптимальный техпроцесс для каждого конкретного случая. Новые техпроцессы по сравнению с техпроцессами предыдущих поколений дают возможность уменьшить рабочее напряжение полупроводниковых приборов на 20-30%, благодаря чему уменьшается энергопотребление, как в режиме ожидания, так и в активном режиме. Соответственно, увеличивается время работы от батарей. А для устройств носимой электроники и Интернета вещей это критически важный момент. В TSMC сообщают, что пробный выпуск первых изделий по техпроцессам 28ULP, 40ULP и 55ULP будет начат в 2015 г.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025