Биологи научились наблюдать химические реакции в отдельно взятой клетке

Электроны на поверхности металлических наночастиц, соединенных с биомолекулами, начинают осциллировать при световом воздействии. Изображение Калифорнийского университета.

Биоинженеры из Калифорнийского университета в Беркли разработали метод, который позволяет при помощи улучшенной абсорбционной спектроскопии наблюдать за химическими реакциями в отдельно взятой живой клетке, не разрушая ее, сообщает пресс-релиз университета.

Научная и медицинская ценность наблюдений за отдельной клеткой живого организма очевидна. Можно надеяться увидеть, как рождается клетка, как она развивается, как происходит дифференциация стволовых клеток при их созревании, как возникают патологии в клетке, как она погибает.

Лучшие из современных технологий (например, ядерный магнитный резонанс), по мнению калифорнийских исследователей, позволяют получать данные только о группе клеток или же требуют инвазивных методов, разрушающих клетку.

При использовании метода традиционной абсорбционной спектроскопии сквозь изучаемый объект пропускается свет, затем измеряется спектр поглощения (на каких длинах волн поглощается больше всего энергии). Так можно наблюдать, например, за поведением белка цитохрома c, играющего важную роль в метаболизме и гибели клетки. Спектр цитохрома с демонстрирует несколько пиков поглощения на длинах волны около 550 нанометров, при взаимодействии с другими молекулами (например, с кислородом) он изменяется. Недостаток метода в том, что он требует очень высокой концентрации изучаемых биомолекул: иначе сигнал слишком слаб.

Калифорнийские ученые научились соединять биомолекулы (например, цитохром c) с частицами золота размером 20-30 нанометров. Некоторые металлы, в частности, золото и серебро, демонстрируют явление, называемое плазмонным резонансом: электроны на их поверхности при световом воздействии начинают осциллировать на определенных частотах. Сигналы от этих колебаний уловить гораздо легче, чем слабые сигналы спектра цитохрома c. Частоты колебаний электронов на поверхности золотых наночастиц соответствуют длинам волн 530-580 нанометров, как раз совпадая с областью пиков поглощения в спектре цитохрома c.

Когда пик поглощения спектра белка перекрывается с плазмонным резонансом металла, это легко можно отследить по специфическому изменению сигнала. Для того, чтобы сигнал был достаточно отчетлив, достаточно сотен или даже десятков молекул. Исследователи повторили эксперимент с гемоглобином и серебряными наночастицами - по их словам, также успешно.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:00 24 февраля 2017

Стрелять, Карл!

Подстреленный Гитлер и отпуск в фашистской Италии: обзор Sniper Elite 4
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
«Религиозность нашего социума сильно переоценена»
Почему передача Исаакиевского собора РПЦ стала проблемой для церкви и общества
Валентина ТерешковаПо космическим законам
Как Терешкова принесла соревнование с американцами из космоса в политику
«У молодых вообще нет собственной позиции»
Почему современные студенты инфантильны, аполитичны и боятся протестов
Казус Чудновец
Чем закончится дело жительницы Катайска, осужденной за репост. Репортаж
Без ствола
Российские власти сокращают число владельцев гражданского оружия
Мне хардбольно
Как играют в самую травмоопасную военно-спортивную игру
Недостаток ресурсов при избытке амбиций
Что не так с индийской системой закупок оружия
Тир во время чумы
Как тренировка в стрелковом клубе обернулась смертью инструктора и ученика
Допрос обвиняемого - митрополита Петроградского Вениамина на судебном процессе по делу об изъятии церковных ценностей, проходившем в зале филармонииСидеть!
Как молодая советская власть карала своих граждан
Стрелять, Карл!
Подстреленный Гитлер и отпуск в фашистской Италии: обзор Sniper Elite 4
Ястреб сбит, ястреб сбит!
Пушка-ловушка, орлы и другие неожиданные способы уничтожить беспилотник
twen, Nr. 6, 1969, Фотография: Гвидо Мангольд, графика: Вилли Флекхаус«Опаснее тысячи порножурналов»
Король книжного и журнального дизайна Вилли Флекхаус
Pierre et Gilles, Sainte Marie MacKillop (Kylie Minogue), 1995, Collection privée (c) Pierre et GillesГолубо-розовое
Транссексуалы, проститутки и панки в латексе на снимках гей-пары Пьера и Жиля
Белая вдова
Кино недели с Денисом Рузаевым: от «Джеки» до «Тони Эрдманна»
Орхан Памук«Ни одна жизнь не достойна романа»
Орхан Памук о современной Турции и противостоянии Востока и Запада
Смерть вождя
Роли, по которым мы запомним Алексея Петренко
Ружье и палатка: уникальные автомобильные опции
Инструменты, ружье, пылесос и другие необычные вещи в комплекте с машиной
Ferrari для чемпиона
На аукционе продадут Ferrari Майка Тайсона
Летают, но низенько-низенько
11 машин, способные ехать по любой поверхности. Точнее, даже не ехать
20 роскошных авто. В камуфляже
Маскировка, которая нужна, чтобы стать заметным
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды