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Les scientifiques Produire tomodensitométrie en 3-D des cellules entières

Published on December 10, 2009 at 5:40 PM

Pensez-y comme à un examen en salle d'urgence pour les cellules. En l'espace de quelques minutes, les scientifiques du Lawrence Berkeley National Laboratory peut produire tomodensitométrie tridimensionnelle des cellules entières, révélant leur structure interne dans les moindres organite.

Carolyn Larabell (à gauche), le directeur du Centre National de la tomographie par rayons X, dirige une équipe de scientifiques qui mettent au point douce tomographie aux rayons X comme un nouvel outil pour la visualisation de l'architecture interne des cellules entières.

La nouvelle technologie d'imagerie pourrait accélérer une large gamme de recherches qui demande aux chercheurs de suivre l'évolution de la structure interne d'une cellule, d'analyser la façon dont un produit pharmaceutique empêche un microbe provoquant des infections à levures à l'apprentissage de la meilleure façon de serrer des biocarburants à partir d'algues.

Les images sont une gracieuseté du Centre National de la tomographie par rayons X, qui se trouve à la source Berkeley Lab Advanced Light. En son cœur est un doux microscope à rayons X qui peuvent les cellules d'image avec une résolution d'environ 50 nanomètres. Rayons X mous sont ainsi nommé parce qu'ils sont moins pénétrants que ceux utilisés pour diagnostiquer un os fracturé - parfait pour les échantillons microscopiques.

Le microscope utilise la lumière intense générée par la source de lumière avancée à prendre en deux dimensions des images radiographiques de cellules, puis numériquement points de ces tranches en images tridimensionnelles de cellules entières. C'est la seule installation de tomographie à rayons X mous dédié à la recherche biochimique et biomédical.

Récemment, une équipe de scientifiques de Berkeley Lab, Université de Stanford et l'Université de Californie, San Francisco a utilisé le centre pour capturer les changements qui se produisent lorsque le Candida albicans est exposé à une nouvelle thérapie prometteuse et antifongique.

C. albicans est un microbe unicellulaire qui vit sur la peau et dans les voies génito-urinaires et gastro-intestinal des personnes. Il se trouve dans environ 80 pour cent des humains et est généralement inoffensive, mais elle devient parfois pathogènes et les causes des infections à levures. Cette transformation de bonne à mauvaise est marquée par la croissance d'un long filament, appelé hyphe, qui s'étend du microbe comme une queue.

Les images douces de tomographie aux rayons X a révélé que les microbes traitées avec les molécules de médicament candidat n'a pas de développer des hyphes longues, ce qui signifie le traitement a réussi à bloquer C. albicans de devenir infectieux. Les images ont également découvert un pic dans le nombre et la taille des corps lipidiques dans les cellules de C. albicans, ainsi que des trous nouvellement formées dans le nucléole des cellules, qui est une structure dans le noyau.

Certains de ces changements auraient pris des mois de travail pour voir à l'aide d'autres techniques de microscopie, et quelques-uns auraient été manqués tout à fait.

"Mais cela ne nous a pris quelques jours en utilisant des rayons X mous tomographie», affirme Gerry McDermott, un chercheur invité à Berkeley Lab physique Biosciences Division et un scientifique à l'Université de Californie à San Francisco.

«Nous avons vu des changements cellulaires qui n'avait pas été vu dans le passé. En raison de sa haute résolution et très peu de temps de préparation des échantillons, cette nouvelle technologie peut aider à accélérer la découverte de médicaments», explique McDermott.

La microscopie électronique est actuellement le cheval de bataille de l'imagerie cellulaire. Il offre incroyablement haute résolution des instantanés de l'architecture cellulaire. Mais il est lent: un échantillon pour l'analyse prévue doit subir des semaines de préparation. Un autre outil commun est la microscopie par fluorescence. Mais il ne molécules d'images dans une cellule qui sont spécialement marqués, et non pas la cellule entière.

«Nos résultats auraient été très difficiles à obtenir en utilisant d'autres techniques», ajoute Maho Uchida du Berkeley Lab physique Biosciences Division et l'Université de Californie à San Francisco. "La queue de C. albicans est de 50 microns de long Elle aurait pris de nombreuses images de microscopie électronique et des mois de travail pour le voir -.., Mais nous l'avons eu en un seul passage"

En plus d'apprendre à lutter contre la maladie, les scientifiques peuvent former des capacités de l'installation d'imagerie à haut débit et à haute résolution sur les nombreux défis scientifiques, y compris la chasse aux neutres en carbone des sources d'énergie.

«Nous pouvons utiliser des rayons X mous de tomographie pour mesurer et quantifier la formation de gouttelettes dans les cellules des algues biocarburants», explique McDermott.

Last Update: 26. October 2011 20:56

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