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Cientistas produzem Scans 3-D CAT de células inteiras

Published on December 10, 2009 at 5:40 PM

Pense nisso como um exame de emergência para as células. No espaço de alguns minutos, os cientistas do Lawrence Berkeley National Laboratory pode produzir scans tridimensionais CAT de células inteiras, revelando sua estrutura interna até ao mais ínfimo organela.

Carolyn Larabell (esquerda), o diretor do Centro Nacional de raios-X Tomografia, lidera uma equipe de cientistas que estão desenvolvendo a tomografia de raios-X moles como uma nova ferramenta para a visualização da arquitetura interna de células inteiras.

A nova tecnologia de imagem poderia acelerar uma ampla gama de pesquisa que requer cientistas para acompanhar as mudanças na estrutura interna de uma célula, de analisar como um produto farmacêutico impede um micróbio de causar infecções de levedura para aprender a melhor maneira de espremer biocombustível de algas.

As imagens são cortesia do Centro Nacional de raios-X Tomografia, que está localizado na Fonte Berkeley Lab Luz Avançado. No seu coração é um microscópio de raios-X moles que pode células de imagem com uma resolução de cerca de 50 nanômetros. Raios-X moles são assim chamados porque são menos penetrantes do que os usados ​​para diagnosticar um osso quebrado - perfeito para amostras microscópicas.

O microscópio utiliza a luz intensa gerada pela fonte avançada do Luz para tomar bidimensional radiografias de células, e depois digitalmente pontos estas fatias em imagens tridimensionais de células inteiras. É a facilidade de tomografia só macio X-ray dedicado à pesquisa bioquímica e biomédica.

Recentemente, uma equipe de cientistas do Laboratório Berkeley, Stanford University e da Universidade da Califórnia, San Francisco aproveitou a facilidade para captar as alterações que ocorrem quando Candida albicans é exposto a uma nova e promissora terapia antifúngica.

C. albicans é um microorganismo unicelular que vive na pele e no trato geniturinário e gastrointestinal das pessoas. Ela é encontrada em aproximadamente 80 por cento dos seres humanos e é geralmente inofensiva, mas que às vezes torna-se patogênica e causa infecções fúngicas. Esta transformação de bom para ruim é marcado pelo crescimento de um filamento de comprimento, chamado de hifa, que se estende desde o micróbio como uma cauda.

O soft imagens de raios-X a tomografia revelou que os micróbios tratados com as moléculas da droga candidato não desenvolver hifas longas, ou seja, a terapia com sucesso bloqueado C. albicans de tornar-se infecciosos. As imagens também revelou um aumento no número e tamanho dos corpos de lipídios no interior das células C. albicans, bem como buracos recém-formado em nucléolo das células, que é uma estrutura no núcleo.

Algumas dessas mudanças teria levado meses de trabalho para ver usando outras técnicas de microscopia, e alguns teriam sido perdidos por completo.

"Mas isso só nos levou alguns dias usando tomografia de raios-x moles", diz Gerry McDermott, cientista convidado em Berkeley Lab Divisão de Biociências Física e um cientista da Universidade da Califórnia, em San Francisco.

"Nós vimos alterações celulares que não tinha sido visto no passado. Devido à sua alta resolução e tempo de preparação muito pouco da amostra, esta nova tecnologia pode ajudar a acelerar a descoberta de medicamentos", diz McDermott.

Microscopia eletrônica é atualmente o principal meio de imagens de celular. Oferece incrivelmente alta resolução instantâneos da arquitetura celular. Mas é lento: uma amostra slated para análise devem ser submetidos a semanas de preparação. Outra ferramenta comum é a microscopia de fluorescência. Mas moléculas apenas imagens dentro de uma célula que são especialmente marcados, e não toda a célula.

"Nossas descobertas teria sido muito difícil de obter usando outras técnicas", acrescenta Maho Uchida da Divisão de Berkeley Lab Biosciences Física e da Universidade da Califórnia, San Francisco. "A cauda do C. albicans é de 50 mícrons de comprimento Ele teria tomado imagens eletrônica microscopia e muitos meses de trabalho para vê-lo -.. Mas temos que em uma varredura"

Além de aprender a combater a doença, os cientistas podem treinar as capacidades do mecanismo de imagem de alto rendimento e alta resolução de muitos desafios científicos, incluindo a busca por carbono neutro, fontes de energia.

"Nós podemos usar a tomografia de raios-X moles para medir e quantificar a formação de gotículas nas células de biocombustível de algas", diz McDermott.

Cientistas do Centro Nacional de raios-X Tomografia também irá em breve adicionar alta resolução da microscopia de luz criogênicos para a instalação existente do kit de ferramentas de raios-X de tomografia ". Quando combinado com microscopia de raios-X moles, a instalação será capaz de produzir imagens que mostram a estrutura de uma célula ea localização de moléculas quimicamente marcada ou proteínas dentro da célula.

Last Update: 3. October 2011 05:39

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