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

There is 1 related live offer.

Save 25% on magneTherm

Nieuw Magnetisch nanoparticle-Gebaseerd Hulpmiddel het Gedrag van de Cel Kwantitatief om Te Onderzoeken

Published on October 16, 2012 at 6:54 AM

Gebruikend clusters van uiterst kleine magnetische deeltjes over 1.000 keer kleiner dan de breedte van een menselijk haar, hebben de onderzoekers van UCLA Henry Samueli School van Techniek en Toegepaste Wetenschap aangetoond dat zij kunnen manipuleren hoe duizenden cellen, morph verdelen en vinger-als uitbreidingen ontwikkelen.

Een cel die wordt gevormd om de vorm van een vierkant met gelokaliseerd aan te hangen nanoparticles (donkerblauw) veroorzakend lokale generatie van actin-rijke (groene) filopodia. Kern (de cyaan) wordt ook getoond. De celgrootte is ~ 30 micrometers.

Dit nieuwe hulpmiddel zou in ontwikkelingsbiologie kunnen worden gebruikt om te begrijpen hoe de weefsels zich ontwikkelen, of in kankeronderzoek om aan het licht te brengen hoe de kankercellen bewegen en omringende weefsels binnenvallen, zeiden de onderzoekers.

De bevindingen van het team werden UCLA gepubliceerd online 14 Okt. in de Methodes van de dagboekAard.

Een cel kan als een complexe biologische machine worden beschouwd die een assortiment van „input“ ontvangt en specifieke „output,“ zoals de groei, beweging, afdeling of de productie van molecules veroorzaakt. Voorbij het type van input, zijn de cellen uiterst gevoelig voor de plaats van een input, gedeeltelijk omdat de cellen „het ruimte simultaan overseinen uitvoeren,“ opnieuw gebruikend de zelfde fundamentele biochemische signalen voor verschillende functies bij verschillende plaatsen binnen de cel.

Het Begrip van deze localisatie van signalen is bijzonder uitdagend omdat de wetenschappers hulpmiddelen met voldoende resolutie en controle om binnen het miniatuurmilieu van een cel niet hebben te functioneren. En om het even welk bruikbaar hulpmiddel zou vele cellen met gelijkaardige kenmerken moeten kunnen gelijktijdig verstoren om een nauwkeurige distributie van reacties te bereiken, aangezien de reacties van individuele cellen kunnen variëren.

Om dit probleem aan te pakken, een interdisciplinair team UCLA dat verwante professor van biotechniek Dino Di Carlo, post-doctorale geleerde Peter Tseng en professor van elektrotechniek Jack Judy omvatte ontwikkelde een platform om de magnetische gevormde cellen van de nanoparticlesbinnenkant precies te manipuleren uniform. Deze nanoparticles veroorzaakten een lokaal mechanisch signaal en brachten verschillende reacties van de cellen op.

Door de reacties van duizenden enige cellen met de zelfde vorm aan lokale nanoparticle-veroorzaakte stimuli te bepalen, konden de onderzoekers het geautomatiseerde het gemiddelde nemen van van de reactie van de cellen uitvoeren.

Om dit platform te bereiken, moest het team eerst de uitdaging overwinnen van het bewegen van dergelijke kleine deeltjes (elk die 100 nanometers meet) door het kleverige binnenland van een cel zodra de cellen hen overspoelden. Gebruikend ferromagnetische technologieën, die magnetische materialen toelaten om "aan" af te zetten en „,“ het team ontwikkelde een benadering om een net van kleine ferromagnetische blokken in te bedden binnen a microfabricated glasplaatje en individuele cellen precies te plaatsen in nabijheid aan deze blokken met een patroon van proteïnen die cellen aanhangen.

Wanneer een extern magnetisch veld wordt toegepast op dit systeem, zijn de ferromagnetische blokken geschakelde "aan" en kunnen daarom nanoparticles trekken binnen de cellen in specifieke richtingen en uniform hen richten. De onderzoekers konden de krachten in duizenden cellen dan gestalte geven en tezelfdertijd controleren.

Gebruikend dit platform, toonde het team aan dat de cellen aan deze lokale kracht die op verscheidene manieren antwoordden, in de manier omvat die zij hebben verdeeld. Wanneer de cellen door het proces van replicatie twee cellen gaan creëren, hangt de as van afdeling van de vorm van de cel en de verankerende punten af door wie de cel op de oppervlakte houdt. De onderzoekers vonden dat de kracht die door nanoparticles wordt veroorzaakt de as van celafdeling kon veranderen dusdanig dat de cellen in plaats daarvan langs de richting van kracht verdeelden.

De onderzoekers zeiden deze gevoeligheid voor kracht licht bij zich zich het ingewikkelde vormen en het uitrekken van weefsels tijdens embryonale ontwikkeling kan afwerpen. Naast het leiden van de as van afdeling, vonden zij dat de nanoparticle-veroorzaakte lokale kracht ook tot de activering van een biologisch programma leidde waarin de cellen filopodia produceren, die vinger-als, actin-rijke uitbreidingen zijn de cellen vaak gebruiken om plaatsen te vinden om waaren die aan te hangen in beweging helpen.

Di Carlo, de belangrijkste onderzoeker op het onderzoek, voorziet dat de techniek voorbij de controle van mechanische stimuli in cellen kan van toepassing zijn.

„Nanoparticles kan met een verscheidenheid van molecules worden met een laag bedekt die in cel het signaleren belangrijk zijn,“ hij zei. „Wij zouden een hulpmiddel nu moeten hebben om kwantitatief te onderzoeken hoe de nauwkeurige plaats van molecules in een cel een specifiek gedrag veroorzaakt. Dit is een zeer belangrijk ontbrekend stuk in onze tool-set voor het begrip van celprogramma's en voor techniekcellen om nuttige functies uit te oefenen.“

Di Carlo en het team worden ook geassocieerd met het Instituut van Californië NanoSystems van UCLA en het Uitvoerige Centrum van Kanker Jonsson. Het werk werd gefinancierd door de Nationale Instituten van Gezondheid door Toekenning van de Vernieuwer van een Directeur NIH de Nieuwe.

Bron: http://www.ucla.edu

Last Update: 16. October 2012 07:41

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