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定量地測試細胞工作情況的新的磁性基於納米顆粒的工具

Published on October 16, 2012 at 6:54 AM

使用微小的磁性粒子字符串大約 1,000 次小於人髮的寬度,從工程加州大學洛杉磯分校亨利 Samueli 學校的研究員和應用科學向顯示他們可以操作千位細胞如何分開,變體并且開發指狀的擴展名。

被仿造的細胞遵守一個正方形的形狀與局限化的 nanoparticles 的 (深藍) 導致肌動蛋白豐富的 filopodia (綠色) 的局部生成。 中堅力量 (藍綠色) 也顯示。 孔眼大小是 ~ 30 個測微表。

此新工具可能用於發展生物知道組織如何開發,或者在找到癌細胞如何的癌症研究移動并且侵略周圍的組織,研究員說。

加州大學洛杉磯分校小組的發現被發布了在日記帳本質方法的在線 10月 14日。

細胞可以被認為接受各種各樣 「輸入」并且導致特定 「輸出」,例如增長、移動、部門或者分子的生產的一個複雜生物設備。 在輸入之外的種類,細胞對輸入的地點是非常敏感的,因為細胞執行 「空間多元化」,部分重新使用不同的功能的同樣基本的生物化學的信號在這個細胞內的不同的地點。

因為科學家缺乏有滿足的解決方法的工具并且控制發揮作用在細胞的微型環境裡面,瞭解信號的此本地化特別富挑戰性。 因為各自的細胞回應可能變化,并且所有可用的工具將必須能同時心緒不寧與相似的特性的許多細胞達到回應的一個準確配電器。

要論及此問題,生物工藝學迪諾 Di 克羅、博士後的學者彼得曾和電機學教授包括的副教授傑克 Judy 發展一個平臺統一精密地操作磁性 nanoparticles 於的一個學科加州大學洛杉磯分校小組塑造細胞。 這些 nanoparticles 導致了一個局部機械信號并且產生從細胞的明顯的回應。

通過確定千位回應與同一形狀的單細胞對局部納米顆粒誘發的刺激,研究員能執行一自動化的平均為細胞的回應。

要達到此平臺,這個小組必須首先解決移動這樣小顆粒的挑戰 (每評定的 100 毫微米) 通過細胞的黏內部,一旦細胞吞噬了他們。 使用鐵磁技術,使磁性材料關閉 " on " 和 「」這個小組在與這些塊的接近度開發一個途徑埋置小的鐵磁塊網格在一個 microfabricated 載玻片內的和精密地安置各自的細胞與遵守細胞蛋白質的模式。

當外部磁場被應用於此系統時,因此鐵磁塊是被切換的 " on ",并且可能拉在細胞內的 nanoparticles 在特定方向和統一對齊他們。 研究員可能然後塑造和同時控制在千位的強制細胞。

使用此平臺,這個小組向顯示他們分開的細胞回應了此局部強制用幾個方式,包括就像。 當細胞審閱副本的進程創建二個細胞時,部門軸取決於這個細胞堅持表面細胞和定位點的形狀。 研究員發現 nanoparticles 導致的強制可能更改細胞分裂軸這樣細胞沿強制的方向分開。

研究員說此區分強制可能顯示複雜形成和舒展的清楚組織在胚胎發展期間。 除處理部門軸以外,他們發現納米顆粒誘發的局部強制也導致了細胞生成 filopodia,是指狀,肌動蛋白豐富的擴展名細胞經常使用查找站點遵守,并且请幫助在移動一個生物程序的啟動。

Di 克羅,這個研究的主要調查人,構想這個技術可能在機械刺激之外控制在細胞的適用。

「Nanoparticles 可以用是重要的在細胞信號的各種各樣的分子塗」,他說。 「我們應該現在有定量地調查的工具分子的準確的地點在細胞的如何引起一個特定工作情況。 這是在我們的成套工具的一個關鍵缺少部分瞭解的細胞程序的和設計的細胞執行有用的功能」。

Di 克羅和這個小組也與加州大學洛杉磯分校的加利福尼亞 NanoSystems 學院和 Jonsson 全面巨蟹星座中心相關。 這個工作由國家衛生研究所資助通過 NIH 主任的 New Innovator Award。

來源: http://www.ucla.edu

Last Update: 16. October 2012 07:40

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