Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Nueva Herramienta Nanoparticle-Basada Magnética Para Explorar Cuantitativo Comportamiento de la Célula

Published on October 16, 2012 at 6:54 AM

Usando los atados de partículas magnéticas minúsculas cerca de 1.000 veces más pequeñas que el ancho de un cabello humano, los investigadores de la Escuela del UCLA Henry Samueli de la Ingeniería y la Ciencia Aplicada han mostrado que pueden manipular cómo los millares de células dividen, morph y se convierten dedo-como extensiones.

Una célula modelada para adherirse a la dimensión de una variable de un cuadrado con los nanoparticles localizados (azul marino) que causan la generación local de filopodia actinia-rico (verde). El Núcleo (color cianita) también se muestra. La talla de célula es ~ 30 micrómetros.

Esta nueva herramienta se podría utilizar en biología de desarrollo para entender cómo los tejidos se convierten, o en la investigación de cáncer para destapar cómo las células cancerosas mueven e invaden tejidos circundantes, los investigadores dijeron.

Las conclusión de las personas del UCLA fueron publicadas el 14 de octubre en línea en los Métodos de la Naturaleza del gorrón.

Una célula se puede considerar una máquina biológica compleja que reciba un surtido de “entradas de información” y produzca “rendimientos específicos,” por ejemplo incremento, el movimiento, la división o la producción de moléculas. Más Allá del tipo de entrada de información, las células son extremadamente sensibles a la ubicación de una entrada de información, en parte porque las células realizan la “multiplexación espacial,” reutilizando las mismas señales bioquímicas básicas para diversas funciones en las ubicaciones diferentes dentro de la célula.

La Comprensión de esta localización de señales es determinado desafiadora porque los científicos faltan las herramientas con la suficiente resolución y las controlan para funcionar dentro del ambiente miniatura de una célula. Y cualquier herramienta usable tendría que poder perturbar muchas células con características similares simultáneamente para lograr una distribución exacta de reacciones, puesto que las reacciones de células individuales pueden variar.

Para abordar este problema, las personas interdisciplinarias del UCLA que el profesor adjunto incluido de la bioingeniería Dino Di Carlo, escolar postdoctoral Peter Tseng y profesor de la ingeniería eléctrica Jack Judy desarrolló una plataforma exacto para manipular el interior magnético de los nanoparticles uniformemente dieron forma las células. Estos nanoparticles produjeron una señal mecánica local y rindieron reacciones distintas de las células.

Determinando las reacciones de millares de células con la misma dimensión de una variable a los estímulos nanoparticle-inducidos local, los investigadores podían realizar hacer un promedio automatizado de la reacción de las células.

Para lograr esta plataforma, las personas primero tuvieron que vencer el reto de mover tales pequeñas partículas (cada los 100 nanómetros de medición) a través del interior viscoso de una célula una vez que las células las engulleron. Usando las tecnologías ferromagnéticas, que permiten a los materiales magnéticos apagar "ON" y “,” las personas desarrollaron una aproximación para embutir una matriz de pequeños bloques ferromagnéticos dentro de una diapositiva de cristal microfabricated y para poner exacto las células individuales en proximidad a estos bloques con un modelo de las proteínas que se adhieren a las células.

Cuando un campo magnético externo se aplica a este sistema, los bloques ferromagnéticos son "ON" cambiado y pueden por lo tanto tirar de los nanoparticles dentro de las células en direcciones específicas y alinearlas uniformemente. Los investigadores podrían después dar forma y controlar las fuerzas en millares de células al mismo tiempo.

Usando esta plataforma, las personas mostraron que las células respondieron a esta fuerza local de varias maneras, incluyendo en la manera que dividieron. Cuando las células pasan con el proceso de la réplica crear dos células, el eje de la división depende de la dimensión de una variable de la célula y de los puntos de anclaje al lado de los cuales la célula se aferra a la superficie. Los investigadores encontraron que la fuerza inducida por los nanoparticles podría cambiar el eje de la división celular tales que las células en lugar de otro dividieron a lo largo de la dirección de la fuerza.

Los investigadores dijeron que esta sensibilidad forzar puede verter la luz en la formación y estirar complejos de tejidos durante el revelado embrionario. Además de dirigir el eje de la división, encontraron que la fuerza local nanoparticle-inducida también llevó a la activación de un programa biológico en el cual las células generan filopodia, dedo-como las cuales esté, las extensiones actinia-ricas a las cuales las células utilizan a menudo para encontrar sitios para adherirse y a las cuales ayude en el movimiento.

Di Carlo, el investigador principal en la investigación, preve que la técnica puede aplicarse más allá del mando de estímulos mecánicos en células.

“Nanoparticles se puede recubrir con una variedad de moléculas que sean importantes en la transmisión de señales de la célula,” él dijo. “Debemos ahora tener una herramienta para investigar cuantitativo cómo la ubicación exacta de moléculas en una célula produce un comportamiento específico. Esto es un pedazo faltante dominante en nuestro juego de herramientas para los programas de comprensión de la célula y para dirigir las células para realizar funciones útiles.”

Asocian a Di Carlo y las personas también al Centro Completo del Cáncer del Instituto y de Jonsson de California NanoSystems del UCLA. El trabajo fue financiado por los Institutos de la Salud Nacionales a través de New Innovator Award de NIH de un Director.

Fuente: http://www.ucla.edu

Last Update: 16. October 2012 07:44

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit