05 ژانویه 2024
(Nanowerk Spotlightدانشمندان مدتهاست که به دنبال رمزگشایی ارتباط پیچیده بین اندامکهای سلولی هستند که تقریباً تمام جنبههای سلامت و بیماری انسان را تنظیم میکند. میتوکندریها و لیزوزومها از طریق «محلهای تماس» گذرا با یکدیگر تعامل دارند و یونها و مولکولهای حیاتی را مبادله میکنند که فرآیندهای پیری تا سرطان را کنترل میکنند. با این حال، ابعاد نانومقیاس و ماهیت زودگذر این مکانها، درک چگونگی جریان مواد بین اندامکها را مختل کرده و تلاشها برای دستکاری این تداخل برای اهداف درمانی را با مشکل مواجه کرده است. در حال حاضر، همانطور که در مقاله اخیر در سازه های کوچک (“Ion Monitoring at Nanoscale Sites of Interorganelle Membrane Contact in Living Cells”محققان میکروسکوپ با وضوح فوق العاده و حسگرهای زیستی یونی را برای ردیابی تغییرات pH بین میتوکندری ها و لیزوزوم ها در طول تماس میکروثانیه ای ترکیب کرده اند. این کار اولین فیلم با کیفیت بالا از جریان یونها بین اندامکها را نشان میدهد، در حالی که پلتفرمی را برای غربال کردن داروهایی که این تبادل را تعدیل میکنند، نشان میدهد. این تکنیک جدید وعده می دهد که اسرار دیرینه در مورد ارتباط بین ارگانی و نحوه اداره سرنوشت سلول را روشن کند. این میتواند کنترل بیسابقهای بر پیامرسانی بین بخشهای سلولی برای تشخیص نسل بعدی و درمان بیماریها را امکانپذیر کند.
طراحی و خصوصیات نوری H+ پروب پاسخگو BDP-RhB. الف) نمودار شماتیک طراحی BDP-RhB برای تبدیل فلورسانس مبتنی بر FRET در لیزوزوم. ب) طیف فلورسانس پروب BDP-RhB (10.0 میکرومولار) در محلول هایی با مقادیر مختلف pH (3-10). ج) نسبت بین شدت فلورسانس I582/I518 در مقابل مقدار pH (تجدید چاپ با اجازه Wiley-VCH Verlag)
شکستن کد ارتباطی اندامک
میتوکندریها بهعنوان نیروگاههای بدن که انرژی را برای فرآیندهای سلولی تامین میکنند، باید با اندامکهای گوارشی مانند لیزوزومها که زیستمولکولها را تجزیه و بازیافت میکنند، هماهنگ شوند. مخاطبینی که این تداخل را قادر میسازند فقط از میکروثانیه تا میلیثانیه باقی میمانند و تلاشها برای ثبت دینامیک سیگنالدهی آنها را خنثی میکنند. تکنیکهایی مانند میکروسکوپ فلورسانس اجازه برچسبگذاری اندامکها با رنگهایی را میدهد که در پاسخ به یونهایی مانند H حساس به pH تغییر رنگ میدهند.+. اما میکروسکوپهای نوری معمولی فاقد وضوح مکانی و زمانی برای تجسم تماسهای نانومقیاس و سیگنالهای گذرا سریع هستند. در حالی که میکروسکوپهای با وضوح فوقالعاده و سرعت بالا اکنون میتوانند مرزهای اندامک را شناسایی کنند، آشکارسازهای یونی ساخته شده برای ردیابی فعل و انفعالات شیمیایی سریع در این نقاط تماس وجود ندارند.اتصال نقاط با ردیاب های تخصصی یون
برای پر کردن این شکاف، یک تیم تحقیقاتی مشترک از چین یک H+ رنگ نشانگر که بسته به تغییرات pH سبز یا قرمز فلورسانس می شود. این گروه با ترکیب این رنگ "FRET" برای هدف قرار دادن لیزوزوم ها، تورم و افزایش اسیدیته را در این اندامک ها هنگام تماس با میتوکندری نشان داد. این نشان می دهد H+ یونها ممکن است از میتوکندری به لیزوزومها در طول قرار ملاقات میکروثانیهای خود منتقل شوند. قابل ذکر است، محققان از سلولهای زنده روی یک «میکروسکوپ روشنایی ساختاریافته» (SIM) تصویربرداری کردند که 2 برابر از محدودیتهای وضوح معمولی فراتر رفت. سیم کارت با ثبت 12 فریم در ثانیه، اولین ویدئوهای در مقیاس نانو را از ارگانل ها در سیستم های زنده ارائه کرد. کمی کردن تغییرات در نسبتهای فلورسنت رنگ pH سفارشی سپس امکان اندازهگیری اسیدیشدن اندامکها و تداخل بین ارگانلی را برای اولین بار فراهم کرد.غربالگری داروها برای رهگیری پیام اندامک
محققان ضمن توضیح بیولوژی اولیه ارتباطات بین ارگانی، یک الگوریتم تجزیه و تحلیل تصویر خودکار را برای غربالگری نامزدهای دارویی موثر بر H توسعه دادند.+ تبادل بین میتوکندری و لیزوزوم این الگوریتم تصاویر سلولی را بر اساس نسبت رنگ فلورسنت و کلکالیزاسیون اندامک ها طبقه بندی می کند و به سرعت تغییرات pH و حالت های تماس را کمی می کند. هنگام غربالگری پانلی از داروهای اتوفاژی، آپوپتوز و مسیر نکروز، الگوریتم با موفقیت ترکیباتی را طبقه بندی کرد که انتظار می رود اسیدی شدن اندامک ها را افزایش یا کاهش دهند. بهینهسازی بیشتر یادگیری ماشینی میتواند چنین پلتفرمهای تصویربرداری را با کمپینهای غربالگری دارو با توان عملیاتی بالا سازگار کند.روشن کردن نقش پیام اندامک در بیماری
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
مایکل
برگر
- مایکل نویسنده سه کتاب توسط انجمن سلطنتی شیمی است:
جامعه نانو: پیش بردن مرزهای فناوری,
نانوتکنولوژی: آینده بسیار کوچک استو
نانومهندسی: مهارت ها و ابزارهایی که فناوری را نامرئی می کنند
کپی رایت ©
Nanowerk LLC
نویسنده مهمان Spotlight شوید! به گروه بزرگ و رو به رشد ما بپیوندید مشارکت کنندگان مهمان. آیا به تازگی یک مقاله علمی منتشر کرده اید یا پیشرفت های هیجان انگیز دیگری برای به اشتراک گذاشتن با جامعه فناوری نانو دارید؟ در اینجا نحوه انتشار در nanowerk.com آمده است.
- محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
- PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
- PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
- PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
- منبع: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64354.php
- : دارد
- :است
- 10
- 12
- 31
- 32
- 7
- 8
- a
- توانایی
- عمل
- واقعی
- سازگار
- سالخورده
- الگوریتم
- معرفی
- مجاز
- an
- تحلیل
- و
- هستند
- دور و بر
- AS
- جنبه
- At
- نویسنده
- خودکار
- b
- برج میزان
- مستقر
- اساسی
- BE
- بوده
- پشت سر
- برگر
- میان
- خارج از
- زیست شناسی
- بیومدیکال
- سفید
- کتاب
- مرز
- بریج
- اما
- by
- مبارزات
- CAN
- سرطان
- نامزد
- گرفتن
- ضبط
- سلول
- سلول ها
- تلفن همراه
- مرکز
- تبادل
- شیمیایی
- شیمی
- چین
- طبقه بندی
- نزدیک
- کدگذاری شده
- رنگ
- ترکیب شده
- ارتباط
- ارتباط
- ارتباط
- انجمن
- پیچیده
- تصور می شود
- تماس
- اطلاعات تماس
- کنترل
- معمولی
- تبدیل
- مختصات
- میتوانست
- سفارشی
- تاریخ
- کاهش
- نشان دادن
- بستگی دارد
- مستقر
- طرح
- توسعه
- تحولات
- امکانات عیب شناسی
- مختلف
- ابعاد
- مرض
- اختلالات
- دارو
- مواد مخدر
- در طی
- دینامیک
- در اوایل
- تلاش
- قادر ساختن
- را قادر می سازد
- به پایان می رسد
- انرژی
- افزایش
- عصر
- خطاهای
- حوادث
- بیش از
- تبادل
- مبادله
- مهیج
- موجود
- انتظار می رود
- FAST
- سرنوشت
- فیلمبرداری
- نام خانوادگی
- بار اول
- جریان
- در حال جریان
- برای
- از جانب
- عملکرد
- بیشتر
- آینده
- شکاف
- نسل
- نسل ها
- GIF
- حکومت می کند
- سبز
- گروه
- در حال رشد
- مهمان
- آیا
- سلامتی
- زیاد
- کیفیت بالا
- چگونه
- چگونه
- HTTPS
- هاب
- انسان
- روشن شده
- تصویر
- تجزیه و تحلیل تصویر
- تصاویر
- تصویربرداری
- پیامدهای
- in
- افزایش
- شاخص
- تأثیرگذار
- تعامل
- IT
- پیوستن
- مشترک
- JPG
- تنها
- نگاه داشتن
- عدم
- فاقد
- بزرگ
- برجسته
- یادگیری
- روشنایی
- پسندیدن
- محدودیت
- لینک
- زنده
- زندگی
- آرم
- طولانی
- طولانی مدت
- دستگاه
- فراگیری ماشین
- ساخت
- ممکن است..
- اندازه گیری
- پیام
- مایکل
- میکروسکوپ
- متوسط
- میلی ثانیه
- میلی ثانیه
- دقیقه
- میتوکندری
- نظارت بر
- بسیار
- باید
- نام
- فناوری نانو
- طبیعت
- نکروز
- عصبی
- جدید
- پلتفرم جدید
- بعد
- به ویژه
- اکنون
- مشاهده
- of
- on
- بهینه سازی
- or
- دیگر
- ما
- روی
- تابلو
- مقاله
- مسیر
- برای
- اجازه
- پی اچ پی
- پیشگام
- گیاهان
- سکو
- سیستم عامل
- افلاطون
- هوش داده افلاطون
- PlatoData
- نقطه
- قدرت
- نیروگاه
- کاوشگر
- فرآیندهای
- عمیق
- وعده
- پروتئین ها
- ارائه
- منتشر کردن
- منتشر شده
- ناشر
- هل دادن
- سریع
- سریعا
- نسبتا
- نسبت
- اخیر
- قرمز
- بقایای
- گزارش
- نشان دادن
- تحقیق
- محققان
- وضوح
- تصمیم
- رفع
- پاسخ
- پاسخگو
- نشان داد
- نقش
- سلطنتی
- علمی
- دانشمندان
- پرده
- غربالگری
- دوم
- دیدن
- اشتراک گذاری
- سیگنال
- سیم کارت
- تنها
- سایت
- مهارت ها
- به نرمی
- جامعه
- مزایا
- به دنبال
- فضایی
- متخصص
- سرعت
- نور افکن
- ایالات
- موفقیت
- چنین
- نشان می دهد
- حاکی از
- عرضه
- گزینه
- سیستم های
- هدف
- هدف گذاری
- تیم
- تکنیک
- تکنیک
- فن آوری
- پیشرفته
- نسبت به
- که
- La
- آینده
- شان
- سپس
- درمانی
- اینها
- این
- سه
- از طریق
- سراسر
- توان
- زمان
- به
- ابزار
- مسیر
- انتقالها
- ترافیک
- انتقال
- درمان
- درک
- بی سابقه
- پرده برداری
- به روز رسانی
- URL
- ارزش
- ارزشها
- مختلف
- در مقابل
- فیلم های
- عملا
- تجسم
- حیاتی
- مسیر..
- خوب
- چه زمانی
- که
- در حین
- با
- مهاجرت کاری
- هنوز
- شما
- شما
- زفیرنت