Колко тежи животът?

На кратко: Учени от Швейцарския федерален технологичен институт (ШФТИ) в Цюрих са разработили везна за претегляне на клетки. Тя позволява бързо и точно да се определят теглото и неговите вариации за единична клетка. Изобретението предизвиква интерес както в областта на биологията, така и извън нея.

От земните червеи и слънчогледите до хората, всички сме съставени от клетки – не е изненада, че  учените усилено ги изследват. Въпреки че вече сме открили много от тайните им, досега не беше възможно да се измери теглото на живи клетки и неговата промяна в реално време, поради липсата на подходящ метод.

В сътрудничество с Christoph Gerber и Sascha Martin от Университета в Базел и Jason Mercer от Лондонски университетски колеж, учени от група за биофизични проучвания, водени от професор Daniel J Müller от ШФТИ, са разработили нов метод за претегляне на клетки. Той не само им позволява бързо да измерят теглото на живи клетки, но и да следят как то се променя с времето. Точността достига милисекудни и трилионна част от грама.

 

Едновременно наблюдение на теглото и клетъчната активност


РЕКЛАМА:

***

С помощта на син лазер е предизвикано трептение в микроскопична пластина, фиксирана в единия си край. Втори, инфрачервен лазер, измерва трептението в другия край на пластината, първо без, а след това с прикрепената там клетка. „Масата на клетката може да бъде изчислена от разликата в трепенията“, обяснява David Martínez-Martín, главен изобретател на устройството.

 Снимка: Човешка клетка прикрепена към миниатюрна пластина: Учени от ШФТИ са разработили високочувствителена везна, с която имзерват теглото на единични клетки. (Снимка: Martin Oeggerli, micronaut.ch / ETH Zurich / University of Basel)

Снимка: Човешка клетка прикрепена към миниатюрна пластина: Учени от ШФТИ са разработили високочувствителена везна, с която имзерват теглото на единични клетки. (Снимка: Martin Oeggerli, micronaut.ch / ETH Zurich / University of Basel)

 

На компютърна графика може да се види промяната в теглото. През цялото време, в което трае измерването (от милисекунди до дни), може да се отчете теглото на клетката. Тъй като измервателният уред с клетъчната култура (клетката, която бива изследвана), е монтиран директно върху предметната масичка на мощен флуоресцентен микроскоп, процесите в клетката също могат да бъдат наблюдавани и заснети докато трае измерването.

Това позволява на учените да следят как се променя теглото по време на клетъчния цикъл на делене, влиянието на различни субстанции и какво се случва, когато клетката е заразена с вирус. Martínez-Martín и Fläschner са провели множество подобни експерименти. „Установихме, че теглото на живите клетки се променя непрекъснато с 1-4 %“, казва Martínez-Martín. Възможността за грешки при измерването зависи само от точността на микрископа: биофизиците са успели да докажат, че клетките прекратяват тази ежесекундна промяна в теглото си чак при своята смърт. Учените са видимо развълнувани. Fläschner казва: „Наблюдаваме неща, които никой досега не е виждал“.

Интересът към изобретението е голям

Публикациите на учени от ШФТИ винаги се радват на голям интерес. „Теглото на клетката е много добър индикатор за нейната физиология“, обяснява Martínez-Martín. Не е учудващо, че биолози от множество сфери са заинтригувани от новия измервателен метод. Откритието може да е приложимо в областта на медицината и фармацията, тъй като може да се използва за изследване на патологичния растеж на клетките и влиянието на лекарства върху него.

Изненадващо, учени, занимаващи се с материалознание, също се интересуват от устройството. „При тях става дума за функционалността на наночастиците – с други думи, промяната в повърхността на миниатюрни частици“, твърди Martínez-Martín.

Учените представят своето изобретение на публиката за пръв път в списание Nature. Новият метод за претегляне е патентован, но въпреки това има голям шанс учени от различни дисциплини скоро да имат достъп до обещаващата везна за клетки. Лицензирана швейцарска компания, Nanosurf AG, вече разработва устройството.

 

Превод: Александър Начев

Източници: ETH Zürich, Science Daily


Европейска нощ на учените 2022 г.: