05. tammikuuta 2024
(Nanowerkin kohdevalo) Tiedemiehet ovat pitkään pyrkineet purkamaan soluelinten välistä monimutkaista viestintää, joka säätelee lähes kaikkia ihmisten terveyden ja sairauksien näkökohtia. Mitokondriot ja lysosomit ovat vuorovaikutuksessa ohimenevien "kontaktikohtien" kautta vaihtaen tärkeitä ioneja ja molekyylejä, jotka ohjaavat prosesseja ikääntymisestä syöpään. Silti näiden paikkojen nanomittakaavaiset mitat ja lyhytaikainen luonne ovat haitanneet ymmärrystä siitä, kuinka aineet virtaavat organellien välillä, mikä vaikeuttaa yrityksiä manipuloida tätä ylikuulumista terapeuttisiin tarkoituksiin. Nyt, kuten tuoreessa artikkelissa kerrottiin Pienet rakenteet ("Ionimonitorointi elävien solujen välisten kalvokontaktien nanomittakaavassa"), tutkijat ovat yhdistäneet superresoluutiomikroskoopin ja tarkoitukseen rakennetut ionibiosensorit seuratakseen pH-muutoksia mitokondrioiden ja lysosomien välillä niiden mikrosekunnin kontaktien aikana. Teos paljastaa ensimmäiset teräväpiirtomateriaalit organellien välillä virtaavista ioneista, samalla kun se esittelee alustaa tätä vaihtoa säätelevien lääkkeiden seulomiseen. Uusi tekniikka lupaa valaista pitkäaikaisia mysteereitä, jotka liittyvät elinten väliseen kommunikaatioon ja miten se hallitsee solujen kohtaloa. Tämä voisi mahdollistaa ennennäkemättömän hallinnan soluosastojen väliseen viestintään seuraavan sukupolven diagnostiikkaa ja sairauksien hoitoa varten.
H:n suunnittelu ja optinen karakterisointi+ reagoiva anturi BDP-RhB. a) Kaaviokaavio BDP-RhB:n suunnittelusta FRET-pohjaiseen fluoresenssikonversioon lysosomeissa. b) Koettimen BDP-RhB (10.0 µM) fluoresenssispektrit liuoksissa, joiden pH-arvot vaihtelevat (3–10). c) Fluoresenssin intensiteetin I välinen suhde582/I518 pH-arvoon verrattuna. (Uudelleenpainotettu Wiley-VCH Verlagin luvalla)
Organellin viestintäkoodin murtaminen
Kehon voimalaitoksina, jotka toimittavat energiaa soluprosesseihin, mitokondrioiden on koordinoitava tiiviisti ruoansulatuselinten, kuten lysosomien, kanssa, jotka hajottavat ja kierrättävät biomolekyylejä. Tämän ylikuulumisen mahdollistavat koskettimet pysyvät vain mikrosekunneista millisekunteihin, mikä estää yrityksiä siepata signaalin dynamiikka. Fluoresenssimikroskopian kaltaiset tekniikat mahdollistavat organellien merkitsemisen väriaineilla, jotka vaihtavat väriä vasteena ioneille, kuten pH-herkälle H:lle.+. Mutta tavanomaisista optisista mikroskoopeista puuttuu spatiaalinen ja ajallinen resoluutio nanomittakaavan kontaktien ja nopeiden ohimenevien signaalien visualisoimiseksi. Vaikka superresoluutioiset ja nopeat mikroskoopit voivat nyt selvittää organellien rajoja, tarkoitukseen rakennetuista ionidetektoreista ei ole puuttunut nopean kemiallisen vuorovaikutuksen seuraaminen näissä kontaktipisteissä.Pisteiden yhdistäminen erikoistuneiden ionisuontilaitteiden kanssa
Tämän kuilun kuromiseksi umpeen kiinalainen yhteinen tutkimusryhmä kehitti H+ indikaattoriväri, joka fluoresoi vihreänä tai punaisena pH-muutosten mukaan. Konjugoimalla tämän "FRET"-väriaineen kohdelysosomeihin ryhmä paljasti turvotusta ja lisääntynyttä happamuutta näissä organelleissa ollessaan kosketuksissa mitokondrioihin. Tämä viittaa siihen, että H+ ionit voivat siirtyä mitokondrioista lysosomeihin mikrosekunnin tapaamisensa aikana. Erityisesti tutkijat kuvasivat eläviä soluja "strukturoidulla valaistusmikroskoopilla" (SIM), joka ylittää tavanomaiset resoluutiorajat kaksinkertaisesti. Sieppaamalla 2 kuvaa sekunnissa, SIM toimitti ensimmäiset nanomittakaavan videot elävissä järjestelmissä kommunikoivista organelleista. Räätälöidyn pH-värin fluoresenssisuhteiden muutosten kvantifiointi mahdollisti sitten organellien happamoitumisen ja organellien välisen ylikuulumisen mittaamisen ensimmäistä kertaa.Lääkkeiden seulonta organelliviestinnän sieppaamiseksi
Sen lisäksi, että tutkijat selvittivät organellien välisen viestinnän perusbiologiaa, he kehittivät automaattisen kuva-analyysialgoritmin seulomaan H:hen vaikuttavia lääkekandidaatteja.+ vaihto mitokondrioiden ja lysosomien välillä. Algoritmi luokitteli solukuvat fluoresoivien värien suhteiden ja organellien kolokalisaation perusteella, kvantifioimalla nopeasti pH-muutokset ja kontaktitilat. Kun seulotaan autofagia-, apoptoosi- ja nekroosireittilääkkeiden paneelia, algoritmi osoitti onnistuneesti yhdisteet, joiden odotetaan lisäävän tai vähentävän organellien happamoitumista. Koneoppimisen lisäoptimoinnissa tällaisia kuvantamisalustoja voitaisiin mukauttaa tehokkaisiin lääkeseulontakampanjoihin.Valaisemalla organelliviestinnän roolia taudissa
Biolääketieteellisen tutkimuksen työkalujen lisäksi työllä on syvällisiä vaikutuksia sen selvittämiseen, kuinka organellikontaktit hallitsevat terveyden ja sairauden välistä tasapainoa. Tutkijat ehdottavat, että heikentynyt happamoituminen ja pitkittyneet mitokondrioiden ja lysosomien kontaktit voivat edustaa varhaisia patogeenisiä tapahtumia, jotka johtavat syöpään ja hermostoa rappeutuviin sairauksiin. Vaikka kontaktipisteiden on havaittu muodostuvan ja liukenevan organellien väliin, olemassa oleva kuvantaminen jäi minuutteja jäljessä todellisista signalointitapahtumista. Sieppaamalla ionivuot millisekunnin kehyksillä uusi alusta lupaa paljastaa, kuinka organellit kommunikoivat, jotta solut toimivat sujuvasti; ja kuinka virheet tässä koodatussa vaihdossa laukaisevat katastrofin. Näiden vaikeasti havaittavien kontaktien kuvaamisen lisäksi kyky manipuloida ylikuulumista farmakologisesti voi innostaa uusia ioneja moduloivien lääkkeiden sukupolvia – ne on kehitetty organelliviestinnällä sen sijaan, että ne kohdistuvat karkeasti yksittäisiin proteiineihin. Paljon lisätyötä on jäljellä eri solun eri organellien viestintäkeskittymien käytössä olevien murteiden dekoodaamiseksi. Mutta ratkaisemalla nanoskooppiset lähettiläät, jotka välittävät tätä liikennettä, tällaiset uraauurtavat tekniikat valaisevat tietä.
– Michael on kirjoittanut kolme Royal Society of Chemistryn kirjaa:
Nano-yhteiskunta: Teknologian rajojen siirtäminen,
Nanoteknologia: Tulevaisuus on pienija
Nano-tekniikka: Osaamisen ja työkalujen tekeminen tekniikasta näkymättömäksi
Copyright ©
Nanowerk LLC
Ryhdy Spotlight-vieraskirjailijaksi! Liity laajaan ja kasvavaan ryhmäämme vierailevat avustajat. Oletko juuri julkaissut tieteellisen artikkelin vai onko sinulla muuta mielenkiintoista kehitystä nanoteknologiayhteisön kanssa? Näin julkaistaan nanowerk.com-sivustossa.
- SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
- PlatoData.Network Vertical Generatiivinen Ai. Vahvista itseäsi. Pääsy tästä.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
- PlatoESG. hiili, CleanTech, energia, ympäristö, Aurinko, Jätehuolto. Pääsy tästä.
- PlatonHealth. Biotekniikan ja kliinisten kokeiden älykkyys. Pääsy tästä.
- Lähde: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64354.php
- :on
- :On
- 10
- 12
- 31
- 32
- 7
- 8
- a
- kyky
- Toiminta
- todellinen
- muokattu
- Vanheneminen
- algoritmi
- Kaikki
- sallittu
- an
- analyysi
- ja
- OVAT
- noin
- AS
- näkökohdat
- At
- kirjoittaja
- Automatisoitu
- b
- Balance
- perustua
- perustiedot
- BE
- ollut
- takana
- Berger
- välillä
- Jälkeen
- biologia
- biolääketieteen
- tyhjä
- Kirjat
- rajat
- SILTA
- mutta
- by
- Kampanjat
- CAN
- Syöpä
- ehdokkaat
- kaapata
- Kaappaaminen
- solu
- Solut
- huokoinen
- keskus
- Muutokset
- kemiallinen
- kemia
- Kiina
- luokiteltu
- tarkasti
- koodattu
- väri
- yhdistetty
- tiedottaa
- viestiä
- Viestintä
- yhteisö
- monimutkainen
- tuli raskaaksi
- ottaa yhteyttä
- Yhteydet
- ohjaus
- tavanomainen
- Muuntaminen
- koordinoida
- voisi
- asiakassuhde
- Päivämäärä
- vähentää
- esittelyssä
- Riippuen
- käyttöön
- Malli
- kehitetty
- kehitys
- diagnostiikka
- eri
- mitat
- Sairaus
- häiriöt
- huume
- Huumeet
- aikana
- dynamiikka
- Varhainen
- ponnisteluja
- mahdollistaa
- mahdollistaa
- päättyy
- energia
- tehostettu
- Aikakausi
- virheet
- Tapahtumat
- ylittää
- Vaihdetaan
- vaihtamalla
- jännittävä
- olemassa
- odotettu
- FAST
- kohtalo
- kuvaamisen
- Etunimi
- ensimmäistä kertaa
- virtaus
- Virtaava
- varten
- alkaen
- toiminta
- edelleen
- tulevaisuutta
- kuilu
- sukupolvi
- sukupolvet
- gif
- hallitsee
- Vihreä
- Ryhmä
- Kasvava
- vieras
- Olla
- terveys
- Korkea
- teräväpiirto-
- Miten
- Miten
- HTTPS
- solmukohdat
- ihmisen
- valaista
- kuva
- kuva-analyysi
- kuvien
- Imaging
- vaikutukset
- in
- Kasvaa
- Osoitin
- vaikuttaminen
- olla vuorovaikutuksessa
- IT
- yhdistää
- yhteinen
- jpg
- vain
- Pitää
- Lack
- puuttuva
- suuri
- johtava
- oppiminen
- Valaistus
- pitää
- rajat
- elää
- elävät
- logo
- Pitkät
- pitkäaikainen
- kone
- koneoppiminen
- Tekeminen
- Saattaa..
- mitattu
- Viestit
- Michael
- Mikroskopia
- Keskimmäinen
- millisekunnin
- millisekuntia
- pöytäkirja
- mitokondriot
- seuranta
- paljon
- täytyy
- nimi
- nanoteknologian
- luonto
- kuolio
- neurodegeneratiiviset
- Uusi
- Uusi alusta
- seuraava
- etenkin
- nyt
- Havaittu
- of
- on
- optimointi
- or
- Muut
- meidän
- yli
- paneeli
- Paperi
- polku
- varten
- lupa
- PHP
- uraauurtava
- kasvit
- foorumi
- Platforms
- Platon
- Platonin tietotieto
- PlatonData
- pistettä
- teho
- voimalaitokset
- anturi
- Prosessit
- syvällinen
- Promises
- Proteiinit
- mikäli
- julkaista
- julkaistu
- kustantaja
- Työnnä
- nopea
- nopeasti
- pikemminkin
- suhde
- äskettäinen
- punainen
- jäännökset
- raportoitu
- edustaa
- tutkimus
- Tutkijat
- päätöslauselma
- ratkaisee
- ratkaiseminen
- vastaus
- herkkä
- Revealed
- Rooli
- kuninkaallinen
- tieteellinen
- tutkijat
- Näytön
- seulonta
- Toinen
- nähdä
- Jaa:
- signaalit
- KYLLÄ
- single
- Sivustot
- taitoja
- sujuvasti
- yhteiskunta
- Ratkaisumme
- pyrittiin
- tila-
- asiantuntija
- nopeus
- Valokeila
- Valtiot
- Onnistuneesti
- niin
- ehdottaa
- Ehdottaa
- toimittaa
- Vaihtaa
- järjestelmät
- Kohde
- kohdistaminen
- joukkue-
- tekniikka
- tekniikat
- Technologies
- Elektroniikka
- kuin
- että
- -
- Tulevaisuus
- heidän
- sitten
- Terapeuttinen
- Nämä
- tätä
- kolmella
- Kautta
- kauttaaltaan
- suoritusteho
- aika
- että
- työkalut
- raita
- Trackers
- liikenne
- siirtää
- hoidot
- ymmärtäminen
- ennennäkemätön
- Esittelee
- Päivitykset
- URL
- arvo
- arvot
- eri
- Vastaan
- Videoita
- käytännössä
- havainnollistaa
- elintärkeä
- Tapa..
- HYVIN
- kun
- joka
- vaikka
- with
- Referenssit
- vielä
- te
- Sinun
- zephyrnet