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
Джон Кеннеди c дочерьюГосударствообразующая семья
Династия Кеннеди вчера и сегодня
«Ближние соседи важнее дальних гегемонов»
Александр Ломанов о приоритетах внешней и внутренней политики Китая
Збигнев БжезинскийЧеловек в истории
Война и мир Збигнева Бжезинского
The library at Holland House in Kensington, London, extensively damaged by a Molotov 'Breadbasket' fire bombВзорвать Британию
Соединенное Королевство уже 48 лет ведет необъявленную войну с бомбистами
Маэстро, урежьте марш
Большая семерка и НАТО — не «концерт держав», а оркестр
Хакер, который смог
Американец сбежал от произвола ФБР и стал самым успешным пиратом современности
Самоубийственные аресты
За борьбой с «группами смерти» может стоять конфликт в силовых структурах
Бей, души, убивай
Социальные сети не просто следят за нашими чувствами, они управляют ими
Жжение и зуд
Феттель против Райкконена, McLaren против кармы и другие события Гран-при Монако
Паровые танки
Пять увлекательных попыток построить паровую технику для войны
Ноги вверх!
Как устроен и чем полезен адаптивный круиз-контроль
15 машин на реактивной тяге
90-летняя история автомобилей с двигателями от самолетов и ракет
От нашего стола
Российские интерьеры, сводящие иностранцев с ума
Зависли на хате
Украинцы придумали дом, который может обойтись без российского газа
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности