Med hjælp af halvleder-nanokrystaller, forskere ved Max Planck Instituttet for Biofysisk kemi i Göttingen, Tyskland, og deres samarbejdspartnere på Universidad de Buenos Aires er nu i stand til at optage film af signaltransmission processer, der indgår i kontrollen af genekspression (Nature Biotechnology , februar 2004 spørgsmål). Dette gennembrud forventes at fremskynde udviklingen af nye cancer-hærdende stoffer. Quantum Dots (eller QDs) kan anvendes som nano-størrelse markører til at visualisere DNA-sekvenser, proteiner eller andre molekyler og spore dem i cellen. Den komplekser bestående af QDs og specifikke ligander, i dette tilfælde et trådløst vækstfaktor, binde sig til target molekyler såsom receptorer på cellens overflade. Den QDs glød i en række forskellige farver og er op til 1000 gange lysere end konventionelle fluorescerende farvestoffer. I en undersøgelse offentliggjort i februar-nummer af det anerkendte videnskabelige tidsskrift Nature Biotechnology, nutid Diane Lidke og hendes kolleger resultaterne af deres eksperimenter med Quantum Dots. Disse er nano-størrelse halvleder krystaller en blot ti milliontedel af en millimeter i diameter, der fluorescerer i flere forskellige farver ved excitation med en laser kilde. Disse krystaller gjorde det muligt for forskerne at levere real-time video-klip af signal transmission i den såkaldte ErbB receptor familien, vigtige mål for mange anti-tumor stoffer som antistoffer rettet mod brystkræft. Blandt andre processer, fange de film optagelse og efterfølgende omfordeling af receptor-vækstfaktor komplekser i det indre af cellen. "Den in vivo målinger rapporteret i vores undersøgelse afslørede ny indsigt i cellulære processer og interaktioner, der kunne tidligere kun blive undersøgt på faste (død) celler," skriver forskerne under ledelse af Dr. Thomas Jovin, formand for Max Planck Instituttet for Biofysisk Kemi Institut for Molekylær Biologi. "En forståelse af receptor-medieret transduktion er afgørende for rationel receptor-målrettede kræftmedicin. Kvantitative tilgange, som bygger på flere kombinationer af kvantepunkter og ligander vil være uvurderlig for sådanne undersøgelser." I samme nummer af Nature Biotechnology gennemgik to førende eksperter i live cell imaging resultaterne af undersøgelsen. "Halvleder nanokrystaller kan spore flytninger af individuelle receptorer på overfladen af levende celler med uovertruffen rumlige og tidsmæssige opløsning", skrev Gal Gur og Yosef Yarden af Israels Weizmann Institute of Science. "(Andet) billeddannelse metoder har begrænset rumlige og tidsmæssige opløsning, og enten kræver komplekse manipulation eller er i stand til at give kun meget korte snapshots af receptor dynamik." Konventionelle værktøjer, såsom fluorescerende farvestoffer og polymer sfærer, blege for hurtigt - nogle gange inden for få sekunder - at være til nytte for udvidet videobilleder af levende celler, ifølge forskerne. Quantum Dots, på den anden side er ikke kun meget photostable men også meget lyst, hvilket gør det muligt at spore mange elementer af cellen for minutter eller endda timer ad gangen. I dag, længden af observation tid er en kritisk faktor for studiet af cellulære processer, da hurtige ændringer kan ske over en tidshorisont på sekunder eller minutter. |