Ngày 05 tháng 2024 năm XNUMX
(Tiêu điểm Nanowerk) Các nhà khoa học từ lâu đã tìm cách giải mã sự giao tiếp phức tạp giữa các cơ quan tế bào điều chỉnh hầu như tất cả các khía cạnh của sức khỏe và bệnh tật của con người. Ty thể và lysosome tương tác thông qua các “vị trí tiếp xúc” tạm thời, trao đổi các ion và phân tử quan trọng kiểm soát các quá trình từ lão hóa đến ung thư. Tuy nhiên, kích thước nano và tính chất phù du của những vị trí này đã cản trở sự hiểu biết về cách các chất di chuyển giữa các bào quan, cản trở nỗ lực điều khiển nhiễu xuyên âm này cho mục đích điều trị. Bây giờ, như đã báo cáo trong một bài báo gần đây trong Cấu trúc nhỏ (“Giám sát ion tại các vị trí có kích thước nano của sự tiếp xúc giữa màng tế bào trong tế bào sống”), các nhà nghiên cứu đã kết hợp kính hiển vi siêu phân giải và cảm biến sinh học ion chuyên dụng để theo dõi sự thay đổi độ pH giữa ty thể và lysosome trong quá trình tiếp xúc trong một phần triệu giây của chúng. Công trình này công bố đoạn phim có độ phân giải cao đầu tiên về các ion chảy giữa các bào quan, đồng thời trình diễn một nền tảng để sàng lọc các loại thuốc điều chỉnh sự trao đổi này. Kỹ thuật mới hứa hẹn sẽ làm sáng tỏ những bí ẩn lâu đời xung quanh sự giao tiếp giữa các cơ quan và cách nó chi phối số phận tế bào. Điều này có thể cho phép kiểm soát chưa từng có đối với việc nhắn tin giữa các ngăn tế bào để chẩn đoán và điều trị bệnh thế hệ tiếp theo.
Thiết kế và đặc tính quang học của H+ đầu dò đáp ứng BDP-RhB. a) Sơ đồ thiết kế BDP-RhB để chuyển đổi huỳnh quang dựa trên FRET trong lysosome. b) Phổ huỳnh quang của đầu dò BDP-RhB (10.0 µM) trong các dung dịch có giá trị pH khác nhau (3–10). c) Tỷ số giữa cường độ huỳnh quang I582/I518 so với giá trị pH. (In lại với sự cho phép của Wiley-VCH Verlag)
Giải mã mã giao tiếp của cơ quan
Là nhà máy điện của cơ thể cung cấp năng lượng cho các quá trình tế bào, ty thể phải phối hợp chặt chẽ với các cơ quan tiêu hóa như lysosome có chức năng phân hủy và tái chế các phân tử sinh học. Các điểm tiếp xúc cho phép nhiễu xuyên âm này tồn tại chỉ từ micro giây đến mili giây, cản trở nỗ lực nắm bắt động thái truyền tín hiệu của chúng. Các kỹ thuật như kính hiển vi huỳnh quang cho phép gắn thẻ các cơ quan bằng thuốc nhuộm chuyển màu để phản ứng với các ion như H nhạy cảm với pH.+. Nhưng kính hiển vi quang học thông thường thiếu độ phân giải không gian và thời gian để hiển thị các điểm tiếp xúc có kích thước nano và các tín hiệu nhất thời nhanh. Trong khi kính hiển vi siêu phân giải và tốc độ cao hiện có thể giải quyết các ranh giới của cơ quan, thì máy dò ion được thiết kế có mục đích vẫn còn thiếu để theo dõi sự tương tác hóa học nhanh chóng tại các điểm tiếp xúc này.Kết nối các dấu chấm bằng máy theo dõi ion chuyên dụng
Để thu hẹp khoảng cách này, một nhóm nghiên cứu chung từ Trung Quốc đã phát triển H+ thuốc nhuộm chỉ thị phát huỳnh quang màu xanh lá cây hoặc đỏ tùy thuộc vào sự thay đổi độ pH. Khi kết hợp thuốc nhuộm “FRET” này với các lysosome mục tiêu, nhóm đã phát hiện thấy sự sưng tấy và tăng cường tính axit ở các bào quan này khi tiếp xúc với ty thể. Điều này gợi ý H+ các ion có thể chuyển từ ty thể sang lysosome trong cuộc gặp gỡ micro giây của chúng. Đáng chú ý, các nhà nghiên cứu đã chụp ảnh các tế bào sống trên “kính hiển vi chiếu sáng có cấu trúc” (SIM) vượt quá giới hạn độ phân giải thông thường gấp 2 lần. Ghi lại 12 khung hình mỗi giây, SIM đã cung cấp những video có kích thước nano đầu tiên về các bào quan giao tiếp trong hệ thống sống. Việc định lượng sự thay đổi tỷ lệ huỳnh quang của thuốc nhuộm pH tùy chỉnh sau đó cho phép đo độ axit hóa cơ quan và nhiễu xuyên âm giữa các cơ quan lần đầu tiên.Sàng lọc thuốc để chặn tin nhắn của cơ quan
Cùng với việc làm sáng tỏ sinh học cơ bản của giao tiếp giữa các cơ quan, các nhà nghiên cứu đã phát triển một thuật toán phân tích hình ảnh tự động để sàng lọc các loại thuốc có ảnh hưởng đến H+ trao đổi giữa ty thể và lysosome. Thuật toán phân loại hình ảnh tế bào dựa trên tỷ lệ thuốc nhuộm huỳnh quang và tập trung các cơ quan, định lượng nhanh chóng sự thay đổi độ pH và trạng thái tiếp xúc. Khi sàng lọc một nhóm các loại thuốc điều trị bệnh tự thực, apoptosis và hoại tử, thuật toán đã phân tầng thành công các hợp chất dự kiến sẽ làm tăng hoặc giảm quá trình axit hóa các cơ quan. Tối ưu hóa máy học hơn nữa có thể giúp các nền tảng hình ảnh như vậy thích ứng với các chiến dịch sàng lọc thuốc thông lượng cao.Làm sáng tỏ vai trò của việc truyền tín hiệu cơ quan trong bệnh tật
Ngoài các công cụ dành cho nghiên cứu y sinh, công trình này còn có ý nghĩa sâu sắc trong việc làm sáng tỏ cách thức các cơ quan tiếp xúc kiểm soát sự cân bằng giữa sức khỏe và bệnh tật. Các nhà nghiên cứu cho rằng quá trình axit hóa bị suy yếu và sự tiếp xúc kéo dài giữa ty thể-lysosome có thể là biểu hiện của các hiện tượng gây bệnh sớm dẫn đến ung thư và rối loạn thoái hóa thần kinh. Trong khi các điểm tiếp xúc đã được quan sát hình thành rồi phân hủy giữa các bào quan, thì hình ảnh hiện có lại chậm hơn vài phút so với các sự kiện báo hiệu thực tế. Bằng cách ghi lại các dòng ion với khung hình mili giây, nền tảng mới hứa hẹn sẽ tiết lộ cách các bào quan giao tiếp với nhau để giữ cho tế bào hoạt động trơn tru; và lỗi trong quá trình trao đổi mã hóa này có thể gây ra thảm họa như thế nào. Cùng với việc quay phim những tiếp xúc khó nắm bắt này đang hoạt động, khả năng điều khiển nhiễu xuyên âm về mặt dược lý có thể thúc đẩy các thế hệ thuốc điều chế ion mới – được hình thành bằng cách truyền tin từ các cơ quan thay vì nhắm mục tiêu thô sơ vào các protein đơn lẻ. Vẫn còn nhiều công việc cần làm để giải mã các phương ngữ được triển khai tại các trung tâm giao tiếp cơ quan khác nhau trong toàn bộ tế bào. Nhưng bằng cách giải quyết các sứ giả cấp nano làm trung gian cho giao thông này, các công nghệ tiên phong như thế này đang soi đường.
– Michael là tác giả của ba cuốn sách của Hiệp hội Hóa học Hoàng gia:
Xã hội Nano: Đẩy mạnh ranh giới của công nghệ,
Công nghệ nano: Tương lai nhỏ bévà
Nanoengineering: Các kỹ năng và công cụ làm cho công nghệ vô hình
Bản quyền ©
Công Ty TNHH Nanowerk
Trở thành tác giả khách mời của Spotlight! Tham gia nhóm lớn và đang phát triển của chúng tôi những người đóng góp cho khách. Bạn vừa xuất bản một bài báo khoa học hoặc có những phát triển thú vị khác để chia sẻ với cộng đồng công nghệ nano? Đây là cách xuất bản trên nanowerk.com.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.nanowerk.com/spotlight/spotid=64354.php
- : có
- :là
- 10
- 12
- 31
- 32
- 7
- 8
- a
- có khả năng
- Hoạt động
- thực tế
- thích nghi
- Lão hóa
- thuật toán
- Tất cả
- cho phép
- an
- phân tích
- và
- LÀ
- xung quanh
- AS
- các khía cạnh
- At
- tác giả
- Tự động
- b
- Cân đối
- dựa
- cơ bản
- BE
- được
- sau
- Berger
- giữa
- Ngoài
- sinh học
- y sinh
- trống
- Sách
- ranh giới
- CẦU
- nhưng
- by
- Chiến dịch
- CAN
- Ung thư
- ứng cử viên
- nắm bắt
- Chụp
- pin
- Tế bào
- di động
- Trung tâm
- Những thay đổi
- hóa chất
- hóa học
- Trung Quốc
- phân loại
- chặt chẽ
- mã hóa
- màu sắc
- kết hợp
- giao tiếp
- giao tiếp
- Giao tiếp
- cộng đồng
- phức tạp
- hình thành
- liên lạc
- Liên hệ
- điều khiển
- thông thường
- Chuyển đổi
- phối hợp
- có thể
- khách hàng
- Ngày
- giảm
- thể hiện
- Tùy
- triển khai
- Thiết kế
- phát triển
- phát triển
- chẩn đoán
- khác nhau
- kích thước
- Bệnh
- rối loạn
- thuốc
- Thuốc
- suốt trong
- động lực
- Đầu
- những nỗ lực
- cho phép
- cho phép
- kết thúc
- năng lượng
- nâng cao
- Kỷ nguyên
- lỗi
- sự kiện
- vượt quá
- Sàn giao dịch
- trao đổi
- thú vị
- hiện tại
- dự kiến
- NHANH
- số phận
- quay phim
- Tên
- lần đầu tiên
- dòng chảy
- Chảy
- Trong
- từ
- hoạt động
- xa hơn
- tương lai
- khoảng cách
- thế hệ
- các thế hệ
- gif
- cai quản
- màu xanh lá
- Nhóm
- Phát triển
- Khách
- Có
- cho sức khoẻ
- Cao
- độ nét cao
- Độ đáng tin của
- Hướng dẫn
- HTTPS
- Trung tâm
- Nhân loại
- bôi lên
- hình ảnh
- Phân tích hình ảnh
- hình ảnh
- Hình ảnh
- hàm ý
- in
- Tăng lên
- chỉ số
- ảnh hưởng
- tương tác
- IT
- tham gia
- chung
- jpg
- chỉ
- Giữ
- Thiếu sót
- thiếu
- lớn
- hàng đầu
- học tập
- Thắp sáng
- Lượt thích
- giới hạn
- sống
- sống
- Logo
- dài
- lâu năm
- máy
- học máy
- Làm
- Có thể..
- đo
- tin nhắn
- Michael
- Kính hiển vi
- Tên đệm
- mili giây
- mili giây
- phút
- Ti thể
- giám sát
- nhiều
- phải
- tên
- công nghệ nano
- Thiên nhiên
- hoại tử
- thoái hóa thần kinh
- Mới
- Nền tảng mới
- tiếp theo
- đáng chú ý
- tại
- quan sát
- of
- on
- tối ưu hóa
- or
- Nền tảng khác
- vfoXNUMXfipXNUMXhfpiXNUMXufhpiXNUMXuf
- kết thúc
- bảng điều khiển
- Giấy
- con đường
- mỗi
- cho phép
- PHP
- Tiên phong
- nhà máy
- nền tảng
- Nền tảng
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- điểm
- quyền lực
- nhà máy điện
- thăm dò
- Quy trình
- thâm thúy
- Hứa hẹn
- Protein
- cung cấp
- xuất bản
- công bố
- nhà xuất bản
- Đẩy
- nhanh
- nhanh chóng
- hơn
- tỉ lệ
- gần đây
- đỏ
- vẫn còn
- Báo cáo
- đại diện
- nghiên cứu
- nhà nghiên cứu
- Độ phân giải
- giải quyết
- giải quyết
- phản ứng
- đáp ứng
- Tiết lộ
- Vai trò
- hoàng gia
- khoa học
- các nhà khoa học
- Màn
- sàng lọc
- Thứ hai
- xem
- Chia sẻ
- tín hiệu
- SIM
- duy nhất
- Các trang web
- kỹ năng
- thông suốt
- Xã hội
- Giải pháp
- tìm kiếm
- không gian
- chuyên gia
- tốc độ
- Spotlight
- Bang
- Thành công
- như vậy
- đề nghị
- Gợi ý
- cung cấp
- Công tắc điện
- hệ thống
- Mục tiêu
- nhắm mục tiêu
- nhóm
- kỹ thuật
- kỹ thuật
- Công nghệ
- Công nghệ
- hơn
- việc này
- Sản phẩm
- Tương lai
- cung cấp their dịch
- sau đó
- Trị liệu
- Kia là
- điều này
- số ba
- Thông qua
- khắp
- thông lượng
- thời gian
- đến
- công cụ
- theo dõi
- trackers
- giao thông
- chuyển
- phương pháp điều trị
- sự hiểu biết
- chưa từng có
- Công bố
- Cập nhật
- URL
- giá trị
- Các giá trị
- khác nhau
- Versus
- Video
- hầu như
- hình dung
- quan trọng
- Đường..
- TỐT
- khi nào
- cái nào
- trong khi
- với
- Công việc
- nhưng
- bạn
- trên màn hình
- zephyrnet