Исследователи из Института химии Китайской академии наук разработали новый нанопоровый зонд, который позволяет в реальном времени отслеживать биомолекулы внутри отдельных живых клеток. Результаты этого исследования опубликованы в журнале PNAS.
Знание молекулярных процессов в живых клетках имеет важное значение для изучения клеточной гетерогенности, дифференцировки, старения и развития заболеваний. Однако традиционные методы обычно требуют микроманипуляций или заборов образцов с последующим анализом, что усложняет наблюдение за динамическими биохимическими изменениями в реальном времени.
Чтобы преодолеть эти сложности, ученые создали устройство, которое сочетает мембрану из оксида алюминия с стеклянной нанопористой мембраной, содержащей функционализированные нанопоры белка порина А из микобактерий (Mycobacterium smegmatis).
Первая мембрана обеспечивает эффективную и неразрушающую экстракцию молекул, а белковая нанопора позволяет проводить одноканальное электрическое обнаружение. Внутриклеточные молекулы мигрируют через наносотовую мембрану к белковой нанопоре под действием диффузии и электрического поля, что приводит к появлению характерных токовых сигналов. Это позволяет идентифицировать отдельные молекулы и определить их концентрацию.
Информация в статье носит справочный характер и не заменяет консультацию врача. Перед применением рекомендаций обратитесь к специалисту.
В эксперименте с моделью нейрона гиппокампа, имитирующего ишемически-гипоксическое повреждение, исследователи одновременно отслеживали изменения трех важных молекул: глутамата (Glu), аскорбиновой кислоты (AA) и аденозинтрифосфата (ATP). Эти молекулы играют значительную роль в повреждении нервной ткани.
По сравнению с существующими методами анализа клеток, данная платформа предлагает несколько очевидных преимуществ:
- минимальное повреждение клеток при длительном наблюдении,
- извлечение молекул непосредственно из их естественной среды с реальным мониторингом,
- одновременное обнаружение нескольких целевых молекул.
Эта работа демонстрирует успешное применение технологии нанопорового зондирования внутри живых клеток, которая служит мощной платформой для изучения клеточных процессов и механизмов заболеваний на молекулярном уровне.
Ранее в Центральном университете был разработан метод на основе искусственного интеллекта для ранней диагностики воспалительных заболеваний, основанный на анализе иммунных клеток.
Фото: hi-tech.mail.ru
Материалы проходят проверку с учетом современных клинических рекомендаций, научных данных и практического опыта врачей. Основная задача Медколлегии — обеспечить достоверность, актуальность и понятность медицинской информации для пользователей.