05 בינואר 2024
(Nanowerk זרקור) מדענים ביקשו זה מכבר לפענח את התקשורת המורכבת בין אברונים תאיים המווסתת למעשה את כל ההיבטים של בריאות האדם והמחלות. מיטוכונדריה וליזוזומים מקיימים אינטראקציה באמצעות "אתרי מגע" חולפים, ומחליפים יונים ומולקולות חיוניות השולטות בתהליכים מהזדקנות ועד סרטן. עם זאת, הממדים הננומטריים והאופי הארעי של אתרים אלה סיכלו את ההבנה של האופן שבו חומרים זורמים בין האברונים, מה שמפריע למאמצים לתמרן את השיח הזה למטרות טיפוליות. כעת, כפי שדווח בעיתון לאחרונה ב מבנים קטנים ("ניטור יונים באתרים ננומטריים של מגע בין ממברנה בין-אורגנית בתאים חיים"), חוקרים שילבו מיקרוסקופיה ברזולוציית סופר וביו-חיישנים יונים שנבנו במיוחד כדי לעקוב אחר שינויים ב-pH בין המיטוכונדריה לליזוזומים במהלך המגעים המיקרו-שניות שלהם. העבודה חושפת את הצילומים הראשונים בחדות גבוהה של יונים הזורמים בין האברונים, תוך הדגמה של פלטפורמה לסינון תרופות המווסתות את ההחלפה הזו. הטכניקה החדשה מבטיחה להאיר את התעלומות ארוכות השנים סביב תקשורת בין-אורגניות וכיצד היא שולטת בגורל התא. זה יכול לאפשר שליטה חסרת תקדים על העברת המסרים בין תאים סלולריים לאבחון הדור הבא וטיפולי מחלות.
עיצוב ואפיון אופטי של ה-H+ בדיקה מגיבה BDP-RhB. א) דיאגרמה סכמטית של העיצוב של BDP-RhB להמרת פלואורסצנטי מבוסס FRET בליזוזומים. ב) ספקטרום פלואורסצנטי של בדיקה BDP-RhB (10.0 מיקרומטר) בתמיסות עם ערכי pH שונים (3-10). ג) היחס בין עוצמת הקרינה I582/I518 לעומת ערך pH. (נדפס מחדש ברשות Wiley-VCH Verlag)
פיצוח קוד התקשורת של האברון
בתור תחנות הכוח של הגוף המספקות אנרגיה לתהליכים תאיים, המיטוכונדריה חייבת לתאם באופן הדוק עם אברוני העיכול כמו ליזוזומים המפרקים וממחזרים ביומולקולות. המגעים המאפשרים את ההצלבה הזו נמשכים רק מיקרו-שניות עד אלפיות שניות, ומסכלים מאמצים ללכוד את דינמיקת האיתות שלהם. טכניקות כמו מיקרוסקופ פלואורסצנטי מאפשרות תיוג אברון עם צבעים המחליפים צבע בתגובה ליונים כמו H רגיש ל-pH+. אבל למיקרוסקופים אופטיים קונבנציונליים אין את הרזולוציה המרחבית והזמנית כדי לדמיין מגעים ננומטריים ואותות חולפים מהירים. בעוד שמיקרוסקופים ברזולוציה-על ומהירות גבוהה יכולים כעת לפתור את גבולות האברונים, חסרו גלאי יונים ייעודיים כדי לעקוב אחר המשחק הכימי המהיר בנקודות המגע הללו.הצטרפות לנקודות עם עוקבי יונים מומחים
כדי לגשר על הפער הזה, צוות מחקר משותף מסין פיתח H+ צבע אינדיקטור הפורח בירוק או אדום בהתאם לשינויי pH. צימוד צבע "FRET" זה למטרות ליזוזומים, הקבוצה חשפה נפיחות וחומציות מוגברת באברונים אלה בעת מגע עם מיטוכונדריה. זה מרמז על H+ יונים עשויים לעבור ממיטוכונדריה לליזוזומים במהלך המפגש המיקרו-שניות שלהם. יש לציין כי החוקרים צילמו תאים חיים ב"מיקרוסקופ תאורה מובנה" (SIM) אשר חורג פי 2 ממגבלות הרזולוציה המקובלות. לכידת 12 פריימים לשנייה, ה-SIM סיפק את הסרטונים הראשונים בקנה מידה ננו של אברונים המתקשרים במערכות חיות. כימות השינויים ביחסי ניאון של צבע ה-pH המותאם איפשר למדוד את החמצת האברונים והצלבה בין האברונים בפעם הראשונה.בדיקת תרופות ליירוט הודעות אברון
בנוסף להבהרת הביולוגיה הבסיסית של תקשורת בין-אורגנית, החוקרים פיתחו אלגוריתם אוטומטי לניתוח תמונה כדי לסנן מועמדים לתרופות המשפיעות על H+ החלפה בין מיטוכונדריה לליזוזומים. האלגוריתם סיווג תמונות סלולריות בהתבסס על יחסי צבע ניאון וקולקליזציה של אברונים, מכמת במהירות שינויים ב-pH ומצבי מגע. בעת בדיקת פאנל של תרופות למסלולי אוטופגיה, אפופטוזיס ונמק, האלגוריתם ריבד בהצלחה תרכובות שצפויות להגביר או להפחית את החמצת האברונים. אופטימיזציה נוספת של למידת מכונה יכולה לראות פלטפורמות הדמיה כאלה מותאמות לקמפיינים לבדיקת תרופות בתפוקה גבוהה.הארת תפקיד העברת הודעות האברונים במחלות
מעבר לכלים למחקר ביו-רפואי, לעבודה יש השלכות עמוקות להבהרת האופן שבו מגעים של אברון שולטים באיזון בין בריאות למחלות. החוקרים מציעים שהחמצה לקויה ומגעים מוארכים של מיטוכונדריה-ליזוזום עשויים לייצג אירועים פתוגניים מוקדמים המובילים לסרטן ולהפרעות נוירודגנרטיביות. בעוד שנקודות מגע נצפו שנוצרות ואז מתמוססות בין האברונים, ההדמיה הקיימת פיגרה דקות אחרי אירועי האיתות בפועל. על ידי לכידת שטפי יונים במסגרות של אלפיות שנייה, הפלטפורמה החדשה מבטיחה לחשוף כיצד אברונים מתקשרים כדי לשמור על תפקוד חלק של התאים; וכיצד שגיאות בבורסה המקודדת הזו מעוררות קטסטרופה. בנוסף לצלם את אנשי הקשר החמקמקים הללו בפעולה, היכולת לתמרן פרמקולוגית דיבור צולב יכול לדרבן דורות חדשים של תרופות מווסתות יונים - שנוצרו על ידי העברת הודעות אברונים במקום מכוונות גסות לחלבונים בודדים. עוד עבודה רבה נותרה לפענח את הדיאלקטים הפרוסים במוקדי תקשורת אברון שונים ברחבי התא. אבל על ידי פתרון השליחים הננוסקופיים שמתווכים את התנועה הזו, טכנולוגיות חלוציות כמו זו מאירות את הדרך.
By
מיכאל
ברגר
- מייקל הוא מחברם של שלושה ספרים מאת האגודה המלכותית לכימיה:
ננו-אגודה: לדחוף את גבולות הטכנולוגיה,
ננו-טכנולוגיה: העתיד זעיר, ו
ננו-הנדסה: הכישורים והכלים שהופכת את הטכנולוגיה לבלתי נראית
כל הזכויות שמורות ©
Nanowerk LLC
הפוך לסופר אורח זרקור! הצטרף לקבוצה הגדולה והגדלה שלנו של תורמים אורחים. האם פרסמת זה עתה מאמר מדעי או שיש לך התפתחויות מרגשות אחרות לחלוק עם קהילת הננוטכנולוגיה? כך לפרסם באתר nanowerk.com.
- הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
- PlatoESG. פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
- PlatoHealth. מודיעין ביוטכנולוגיה וניסויים קליניים. גישה כאן.
- מקור: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64354.php
- :יש ל
- :הוא
- 10
- 12
- 31
- 32
- 7
- 8
- a
- יכולת
- פעולה
- ממשי
- מותאם
- הזדקנות
- אַלגוֹרִיתְם
- תעשיות
- מותר
- an
- אנליזה
- ו
- ARE
- סביב
- AS
- היבטים
- At
- מחבר
- אוטומטי
- b
- איזון
- מבוסס
- בסיסי
- BE
- היה
- מאחור
- ברגר
- בֵּין
- מעבר
- ביולוגיה
- ביו-רפואי
- ריק
- ספרים
- גבולות
- לְגַשֵׁר
- אבל
- by
- קמפיינים
- CAN
- מחלת הסרטן
- מועמדים
- ללכוד
- לכידה
- תא
- תאים
- תאי
- מרכז
- שינויים
- כימי
- כימיה
- סין
- מְסוּוָג
- מקרוב
- מקודד
- צֶבַע
- משולב
- להעביר
- תקשורת
- תקשורת
- קהילה
- מורכב
- יזום
- צור קשר
- אנשי קשר
- לִשְׁלוֹט
- מקובל
- המרה
- לתאם
- יכול
- מנהג
- תַאֲרִיך
- להקטין
- הפגנה
- תלוי
- פרס
- עיצוב
- מפותח
- התפתחויות
- אבחון
- אחר
- ממדים
- מַחֲלָה
- הפרעות
- תרופה
- סמים
- בְּמַהֲלָך
- דינמיקה
- מוקדם
- מַאֲמָצִים
- לאפשר
- מה שמאפשר
- מסתיים
- אנרגיה
- משופר
- תקופה
- שגיאות
- אירועים
- עולה
- חליפין
- מחליפים
- מרגש
- קיימים
- צפוי
- מהר
- גורל
- הַסרָטָה
- ראשון
- firsttime
- תזרים
- זורם
- בעד
- החל מ-
- תִפקוּד
- נוסף
- עתיד
- פער
- דור
- דורות
- gif
- שולט
- ירוק
- קְבוּצָה
- גדל
- אוֹרֵחַ
- יש
- בְּרִיאוּת
- גָבוֹהַ
- בחדות גבוהה
- איך
- איך
- HTTPS
- רכזות
- בן אנוש
- להאיר
- תמונה
- ניתוח תמונה
- תמונות
- הדמיה
- השלכות
- in
- להגדיל
- אינדיקטור
- משפיע
- אינטראקציה
- IT
- להצטרף
- משותף
- jpg
- רק
- שמור
- חוסר
- נעדר
- גָדוֹל
- מוביל
- למידה
- תְאוּרָה
- כמו
- גבולות
- לינקדין
- לחיות
- חי
- סֵמֶל
- ארוך
- ותיק
- מכונה
- למידת מכונה
- עשייה
- מאי..
- נמדד
- הודעות
- מיכאל
- מיקרוסקופיה
- אמצע
- מילי שניות
- מילי שניות
- דקות
- מיטוכונדריה
- ניטור
- הרבה
- צריך
- שם
- ננוטכנולוגיה
- טבע
- נֶמֶק
- ניוונית עצבית
- חדש
- פלטפורמה חדשה
- הבא
- בייחוד
- עַכשָׁיו
- שנצפה
- of
- on
- אופטימיזציה
- or
- אחר
- שלנו
- יותר
- לוח
- מאמר
- מסלול
- עבור
- רשות
- PHP
- חלוצי
- צמחים
- פלטפורמה
- פלטפורמות
- אפלטון
- מודיעין אפלטון
- אפלטון נתונים
- נקודות
- כּוֹחַ
- תחנות כוח
- בדיקה
- תהליכים
- עמוק
- מבטיח
- חלבונים
- ובלבד
- לפרסם
- לאור
- מוציא לאור
- דוחף
- מהיר
- מהר
- במקום
- יחס
- לאחרונה
- Red
- שְׂרִידִים
- דווח
- לייצג
- מחקר
- חוקרים
- החלטה
- לפתור
- פתרון
- תגובה
- תגובה
- גילה
- תפקיד
- מלכותי
- מדעי
- מדענים
- מסך
- סריקה
- שְׁנִיָה
- לִרְאוֹת
- שיתוף
- אותות
- כן
- יחיד
- אתרים
- מיומנויות
- חלק
- חֶברָה
- פתרונות
- ביקש
- מרחבית
- מומחה
- מְהִירוּת
- זַרקוֹר
- הברית
- בהצלחה
- כזה
- להציע
- מציע
- לספק
- מתג
- מערכות
- יעד
- מיקוד
- נבחרת
- טכניקה
- טכניקות
- טכנולוגיות
- טכנולוגיה
- מֵאֲשֶׁר
- זֶה
- השמיים
- העתיד
- שֶׁלָהֶם
- אז
- רפואי
- אלה
- זֶה
- שְׁלוֹשָׁה
- דרך
- בכל
- תפוקה
- זמן
- ל
- כלים
- לעקוב
- עוקב
- תְנוּעָה
- להעביר
- טיפולים
- הבנה
- חסר תקדים
- חושף
- עדכונים
- כתובת האתר
- ערך
- ערכים
- שונים
- נגד
- וידאו
- כמעט
- לחזות
- חיוני
- דֶרֶך..
- טוֹב
- מתי
- אשר
- בזמן
- עם
- תיק עבודות
- עוד
- אתה
- זפירנט