05 يناير 2024
(أضواء Nanowerk) لقد سعى العلماء منذ فترة طويلة إلى فك شفرة الاتصال المعقد بين العضيات الخلوية التي تنظم تقريبًا جميع جوانب صحة الإنسان ومرضه. تتفاعل الميتوكوندريا والليزوزومات من خلال "مواقع اتصال" عابرة، حيث يتم تبادل الأيونات والجزيئات الحيوية التي تتحكم في العمليات من الشيخوخة إلى السرطان. ومع ذلك، فإن الأبعاد النانوية والطبيعة السريعة الزوال لهذه المواقع قد أحبطت فهم كيفية تدفق المواد بين العضيات، مما أعاق الجهود المبذولة لمعالجة هذا الحديث المتبادل لتحقيق أهداف علاجية. الآن، كما ورد في ورقة حديثة في الهياكل الصغيرة (“Ion Monitoring at Nanoscale Sites of Interorganelle Membrane Contact in Living Cells”) ، قام الباحثون بدمج الفحص المجهري فائق الدقة وأجهزة الاستشعار الحيوية الأيونية المصممة لهذا الغرض لتتبع تغيرات الرقم الهيدروجيني بين الميتوكوندريا والجسيمات الحالة أثناء اتصالاتها بالميكروثانية. يكشف هذا العمل عن أول لقطات عالية الدقة للأيونات التي تتدفق بين العضيات، بينما يعرض منصة لفحص الأدوية التي تعدل هذا التبادل. تعد التقنية الجديدة بإلقاء الضوء على الألغاز القديمة حول التواصل بين العضيات وكيفية تحكمها في مصير الخلية. وهذا يمكن أن يتيح تحكمًا غير مسبوق في الرسائل بين الأجزاء الخلوية لتشخيصات الجيل التالي وعلاجات الأمراض.
التصميم والتوصيف البصري لـ H+ مسبار الاستجابة BDP-RhB. أ) رسم تخطيطي لتصميم BDP-RhB لتحويل مضان على أساس الحنق في الليزوزومات. ب) أطياف الإسفار للمسبار BDP-RhB (10.0 ميكرومتر) في المحاليل ذات قيم الأس الهيدروجيني المختلفة (3-10). ج) النسبة بين شدة التألق I582/I518 مقابل قيمة الرقم الهيدروجيني. (أعيد طبعها بإذن من وايلي-VCH Verlag)
تكسير رمز الاتصال العضوي
باعتبارها محطات توليد الطاقة في الجسم التي توفر الطاقة للعمليات الخلوية، يجب أن تنسق الميتوكوندريا بشكل وثيق مع العضيات الهضمية مثل الليزوزومات التي تتحلل وتعيد تدوير الجزيئات الحيوية. تستمر الاتصالات التي تتيح هذا الحديث المتبادل لمدة تتراوح من ميكروثانية إلى ميلي ثانية فقط، مما يحبط الجهود المبذولة لالتقاط ديناميكيات الإشارات الخاصة بها. تسمح تقنيات مثل الفحص المجهري الفلوري بوضع علامات على العضيات باستخدام الأصباغ التي تغير اللون استجابة للأيونات مثل H الحساسة للأس الهيدروجيني+. لكن المجاهر الضوئية التقليدية تفتقر إلى الدقة المكانية والزمانية لتصور الاتصالات النانوية والإشارات العابرة السريعة. في حين أن المجاهر فائقة الدقة وعالية السرعة يمكنها الآن حل حدود العضيات، إلا أن أجهزة الكشف الأيونية المصممة لهذا الغرض تفتقر إلى تتبع التفاعل الكيميائي السريع في نقاط الاتصال هذه.ربط النقاط مع أجهزة تعقب الأيونات المتخصصة
ولسد هذه الفجوة، قام فريق بحث مشترك من الصين بتطوير H+ صبغة المؤشر التي تتألق باللون الأخضر أو الأحمر اعتمادًا على تغيرات الرقم الهيدروجيني. ومن خلال ربط صبغة "FRET" هذه باستهداف الليزوزومات، كشفت المجموعة عن تورم وحموضة معززة في هذه العضيات عند الاتصال بالميتوكوندريا. وهذا يشير إلى ح+ قد تنتقل الأيونات من الميتوكوندريا إلى الليزوزومات أثناء التقاءها بالميكروثانية. ومن الجدير بالذكر أن الباحثين قاموا بتصوير الخلايا الحية على "مجهر الإضاءة المنظم" (SIM) الذي يتجاوز حدود الدقة التقليدية بمقدار ضعفين. من خلال التقاط 2 إطارًا في الثانية، قدمت بطاقة SIM أول مقاطع فيديو نانوية الحجم للعضيات التي تتواصل في الأنظمة الحية. قياس التغيرات في نسب الفلورسنت لصبغة الأس الهيدروجيني المخصصة سمح بقياس تحمض العضيات والحديث المتبادل بين العضيات لأول مرة.فحص الأدوية لاعتراض الرسائل العضية
بالإضافة إلى توضيح البيولوجيا الأساسية للتواصل بين العضيات، طور الباحثون خوارزمية تحليل صور آلية لفحص الأدوية المرشحة التي تؤثر على H.+ التبادل بين الميتوكوندريا والليزوزومات. قامت الخوارزمية بتصنيف الصور الخلوية بناءً على نسب صبغة الفلورسنت وتمركز العضيات، وقياس تغيرات الرقم الهيدروجيني وحالات الاتصال بسرعة. عند فحص لوحة من أدوية مسار الالتهام الذاتي وموت الخلايا المبرمج والنخر، نجحت الخوارزمية في تصنيف المركبات الطبقية المتوقع أن تزيد أو تقلل من تحمض العضيات. يمكن أن يؤدي تحسين التعلم الآلي الإضافي إلى تكييف منصات التصوير هذه مع حملات فحص الأدوية عالية الإنتاجية.إلقاء الضوء على دور الرسائل العضوية في المرض
Beyond tools for biomedical research, the work has profound implications for elucidating how organelle contacts control the balance between health and disease. The researchers suggest impaired acidification and elongated mitochondria-lysosome contacts may represent early pathogenic events leading to cancer and neurodegenerative disorders. While contact points have been observed forming then dissolving between organelles, existing imaging lagged minutes behind the actual signaling events. By capturing ion fluxes with millisecond frames, the new platform promises to expose how organelles communicate to keep cells functioning smoothly; and how errors in this coded exchange triggers catastrophe. As well as filming these elusive contacts in action, the ability to pharmacologically manipulate crosstalk could spur new generations of ion modulating drugs – conceived by organelle messaging rather than crudely targeting single proteins. Much further work remains to decode the dialects deployed at different organelle communication hubs throughout the cell. But by resolving the nanoscopic envoys that mediate this traffic, pioneering technologies like this are lighting the way.
By
مايكل
بيرجر
- مايكل مؤلف لثلاثة كتب للجمعية الملكية للكيمياء:
جمعية النانو: دفع حدود التكنولوجيا,
تقنية النانو: المستقبل صغيرو
هندسة النانو: المهارات والأدوات التي تجعل التكنولوجيا غير مرئية
حقوق الطبع والنشر ©
نانويرك ذ
كن مؤلفًا ضيفًا في Spotlight! انضم إلى مجموعتنا الكبيرة والمتنامية من المساهمين الضيوف. هل نشرت للتو ورقة علمية أو لديك تطورات أخرى مثيرة لمشاركتها مع مجتمع تكنولوجيا النانو؟ إليك كيفية النشر على nanowerk.com.
- محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
- أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
- أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
- أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
- المصدر https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64354.php
- :لديها
- :يكون
- 10
- 12
- 31
- 32
- 7
- 8
- a
- القدرة
- اكشن
- يقدم
- تكيف
- • التقدم في العمر.
- خوارزمية
- الكل
- سمح
- an
- تحليل
- و
- هي
- حول
- AS
- الجوانب
- At
- المؤلفة
- الآلي
- b
- الرصيد
- على أساس
- الأساسية
- BE
- كان
- وراء
- بيرجر
- ما بين
- Beyond
- علم الاحياء
- الطبية الحيوية
- فارغة
- كُتُب
- الحدود
- BRIDGE
- لكن
- by
- الحملات
- CAN
- السرطان.
- المرشحين
- أسر
- اسر
- الخلية
- خلايا
- خلوي
- مركز
- التغييرات
- مادة كيميائية
- كيمياء
- الصين
- مبوب
- عن كثب
- مشفرة
- اللون
- الجمع بين
- التواصل
- التواصل
- Communication
- مجتمع
- مجمع
- متخيل
- التواصل
- جهات الاتصال
- مراقبة
- تقليدي
- تحويل
- رابطة
- استطاع
- على
- التاريخ
- تخفيض
- التظاهر
- اعتمادا
- نشر
- تصميم
- المتقدمة
- التطورات
- التشخيص
- مختلف
- الأبعاد
- مرض
- اضطرابات
- عقار
- المخدرات
- أثناء
- دينامية
- في وقت مبكر
- جهود
- تمكين
- تمكين
- ينتهي
- طاقة
- تعزيز
- عصر
- أخطاء
- أحداث
- يتجاوز
- تبادل
- التبادل
- المثيره
- القائمة
- متوقع
- FAST
- مصير
- تصوير سينمائي
- الاسم الأول
- لأول مرة
- تدفق
- تدفق
- في حالة
- تبدأ من
- عمل
- إضافي
- مستقبل
- فجوة
- جيل
- أجيال
- GIF
- يحكم
- أخضر
- تجمع
- متزايد
- ضيف
- يملك
- صحة الإنسان
- مرتفع
- عالية الوضوح
- كيفية
- كيفية
- HTTPS
- المحاور
- الانسان
- أنار
- صورة
- تحليل الصور
- صور
- التصوير
- آثار
- in
- القيمة الاسمية
- مؤشر
- التأثير
- تفاعل
- IT
- الانضمام
- مشترك
- JPG
- م
- احتفظ
- نقص
- تفتقر
- كبير
- قيادة
- تعلم
- الإضاءة
- مثل
- حدود
- لينكدين:
- حي
- الذين يعيشون
- شعار
- طويل
- متواجد منذ حين
- آلة
- آلة التعلم
- القيام ب
- مايو..
- قياس
- الرسائل
- مايكل
- المجهر
- وسط
- ميلي ثانية واحدة
- ميلي ثانية
- دقائق
- الميتوكوندريا
- مراقبة
- كثيرا
- يجب
- الاسم
- تكنولوجيا النانو
- الطبيعة
- التنخر
- التنكس العصبي
- جديد
- منصة جديدة
- التالي
- لا سيما
- الآن
- ملاحظ
- of
- on
- التحسين
- or
- أخرى
- لنا
- على مدى
- لوحة
- ورق
- ممر
- إلى
- إذن
- PHP
- الرائد
- النباتات
- المنصة
- منصات التداول
- أفلاطون
- الذكاء افلاطون البيانات
- أفلاطون داتا
- نقاط
- قوة
- محطات توليد الطاقة
- مسبار
- العمليات
- عميق
- وعود
- البروتينات
- المقدمة
- نشر
- نشرت
- الناشر
- دفع
- سريع
- بسرعة
- بدلا
- نسبة
- الأخيرة
- أحمر
- بقايا
- وذكرت
- مثل
- بحث
- الباحثين
- دقة الشاشة
- حل
- حل
- استجابة
- استجابة
- أظهرت
- النوع
- ملكي
- علمي
- العلماء
- شاشة
- الفحص
- الثاني
- انظر تعريف
- مشاركة
- إشارات
- الشريحة
- عزباء
- المواقع
- مهارات
- بسلاسة
- جاليات
- الحلول
- بحث
- مكاني
- متخصص
- سرعة
- ابحث
- المحافظة
- بنجاح
- هذه
- اقترح
- وتقترح
- تزويد
- مفاتيح
- أنظمة
- الهدف
- استهداف
- فريق
- تقنية
- تقنيات
- التكنولوجيا
- تكنولوجيا
- من
- أن
- •
- المستقبل
- من مشاركة
- then
- علاجي
- تشبه
- ثلاثة
- عبر
- طوال
- الإنتاجية
- الوقت
- إلى
- أدوات
- مسار
- بتتبع
- حركة المرور
- تحويل
- العلاجات
- فهم
- غير مسبوق
- تكشف عن
- آخر التحديثات
- URL
- قيمنا
- القيم
- مختلف
- مقابل
- مقاطع فيديو
- عمليا
- تصور
- حيوي
- طريق..
- حسن
- متى
- التي
- في حين
- مع
- للعمل
- حتى الآن
- لصحتك!
- حل متجر العقارات الشامل الخاص بك في جورجيا
- زفيرنت