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
 — 
00:02 29 марта 2017

Фарту масти

Как простые русские парни становятся легендами киберспорта
Наука и техника
 — 
00:06 Сегодня

Распакуй — не распакуй

В Нью-Йорке представили два Samsung Galaxy S8
Обреченный на разрушение
Как живется людям на исчезающем острове в городской черте Архангельска
Вычищают до блеска
Путин проинспектировал уборку Арктики
Идите к ВОПу
Что изменится с превращением участковых терапевтов во врачей общей практики
Петр Лидов-Петровский: «Послужите! Людьми станете»
Стоит ли сегодня уклоняться от призыва в российскую армию
«Движуха, которой раньше не было»
Что стоит за протестной активностью юных россиян
Фарту масти
Как простые русские парни становятся легендами киберспорта
Распакуй — не распакуй
В Нью-Йорке представили два Samsung Galaxy S8
Красный — новый черный
Зачем люди скупают допотопные компьютеры и свитеры Apple
Замороженная стволовая клетка человека Внутренние бомбы
Как клеточный суицид помогает против рака и старости
Томми Эммануэль«Мысли о славе не дают свободно дышать»
Томми Эммануэль о бизнесе счастья, гитарах и пропаганде
Глубины глубинки
Редкие картины русского авангарда на выставке «До востребования. Часть II»
«Меня не напугать сильной, умной женщиной»
Режиссер «Большой маленькой лжи» Жан-Марк Валле о работе с Кидман и Уизерспун
«Клетка»Приятного аппетита
Как балерины Большого театра убили и съели всех мужчин труппы
Первый тест премиального «корейца» Genesis
Смог ли обновленный Genesis G80 догнать «немецкую тройку»? Спойлер: нет
Все конкуренты новому SsangYong Rexton
С кем будет бороться за покупателей новый корейский внедорожник
«Мерседес», который предсказал будущее
Забытые концепт-кары: Mercedes-Benz Auto 2000
50 оттенков Блока
Вспоминаем раскраски всех автомобилей Кена Блока
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше