. .

مطالب تصادفی در سایت علمی نخبگان جوان | com.نخبگان

پژوهشگران توانستند ذرات درشت را به سرعت به درون سلول ها انتقال دهند

PDF version
کل آرا: 143
دسته بندی: 
وسیلۀ جدیدی که توسط مهندسان و پزشکانِ دانشگاه کالیفرنیا ساخته شده، در نهایت می تواند در مطالعۀ روند پیشرفت بیماریها به دانشمندان کمک کرده و امکان ضبط تصاویر بهتری از درون سلولها را فراهم سازد و به پیشرفتهای دیگری در پژوهشهای پزشکی و بیولوژیکی منجر شود.

پژوهشگران توانستند ذرات درشت را به سرعت به درون سلول ها انتقال دهند

 

وسیلۀ جدیدی که توسط مهندسان و پزشکانِ دانشگاه کالیفرنیا ساخته شده، در نهایت می تواند در مطالعۀ روند پیشرفت بیماریها به دانشمندان کمک کرده و امکان ضبط تصاویر بهتری از درون سلولها را فراهم سازد و به پیشرفتهای دیگری در پژوهشهای پزشکی و بیولوژیکی منجر شود.
 

 

محققان یک ابزار اتوماتیک با کارایی بالا ساختند که نانو ذرات، آنزیم ها، آنتی بادی ها، باکتری ها و سایر محموله های «درشت» را با سرعت 100000 سلول در هر دقیقه، به درون سلولهای پستانداران انتقال می دهد. این سرعت به طور چشمگیری بیشتر از سرعت فناوری فعلی است که تقریباً برابر یک سلول در هر دقیقه است.

این پژوهش در 17 فروردین ماه به طور آنلاین در نشریۀ Nature Methods منتشر شد و سرپرستی آن را «اریک پِی یو چیو» دانشیار مهندسی مکانیک و هوافضا و دانشیار مهندسی زیست در دانشکدۀ مهندسی و علومِ کاربردی هِنری ساموئلی بر عهده داشت. سایر همکاران پژوهشی شامل دانشجویان، کارکنان و اعضای هیئت علمیِ دانشکدۀ مهندسی و دانشکدۀ پزشکی دِیوید گِفِن در دانشگاه کالیفرنیا بود.

در حال حاضر تنها راه برای انتقالِ این به اصطلاح محموله های درشت (ذراتی تا اندازۀ 1 میکرومتر) به درون سلولها، استفاده از میکروپیپِت یا سمپلر (ابزاری سرنگ مانند که در آزمایشگاهها وجود دارد) است که بسیار کند تر از شیوۀ جدید است. شیوه های دیگر برای وارد کردن مواد به داخل سلولها (از قبیل استفاده از ویروسها به عنوان ناقلِ مواد یا شیوه های شیمیایی)، تنها در مورد مولکولهای کوچک که عموماً طولی برابر با چند نانومتر دارند مفید است. (هر نانومتر برابر با یک هزارمِ یک میکرومتر است.)

این ابزار جدید که یک ابزار بیوفوتونیک جراحی به کمک لیزر (biophotonic laser-assisted surgery tool) یا BLAST نام دارد، یک تراشۀ سیلیکونی است که دارای یک آرایه از سوراخهای میکرومتری است که هر یک از آنها توسط یک روکش نیم دایره ای نامتقارن از جنس تیتانیم احاطه شده است. در زیر این سوراخها، یک دالان مویین از مایعی که حاوی ذرات انتقال یابنده به سلولها است، نهفته است.

پژوهشگران با استفاده از یک پالس لیزری، به روکش تیتانیمی حرارت می دهند که فوراً باعث به جوش آمدن لایۀ آب در مجاورت قسمتهایی از سلول می شود. این کار یک حباب تولید می کند که در نزدیکی غشای سلول منفجر می شود و یک شکاف بزرگ ایجاد می کند (واکنشی که تنها یک میلیونم ثانیه طول می کشد). این شکاف باعث می شود که مایع حاوی ذرات که در زیر سلولها وجود دارد قبل از اینکه غشا مجدداً بسته شود به درون شکاف وارد شود. حدود 10 ثانیه طول می کشد تا لیزر بتواند این تراشۀ سیلیکونی را به طور کامل اسکن کند.

به گفتۀ چیو، رمز موفقیت این تکنیک در برشِ آنی و دقیق غشای سلول است.

وی که عضو انستیتوی نانوسیستمهای کالیفرنیا نیز هست، گفت: «هر چه سریعتر برش انجام شود، با آشفتگی کمتری در غشای سلول مواجهیم.»

وارد کردن محموله های درشت به درون سلولها می تواند به پژوهشهایی منجر شود که پیش از این غیر ممکن بود. مثلاً امکان انتقال میتوکندری به سلول، می تواند متابولیسم سلول را تغییر داده و در مطالعه روی بیماریهایی که علت آنها جهشِ DNA میتوکندریایی است،مفید واقع شود.همچنین این دستاورد می تواند به دانشمندان درتشریح وظیفۀ عملکردی ژن های دخیل در چرخۀ عمر پاتوژن های مهاجم به سلولها، و درک بهترِ مکانیزمهای دفاعی سلول در برابر آنها، کمک کند.

چیو گفت: «با وجود این ابزار دیگر اندازه و نوع مواد برای انتقال به سلولها مهم نیست و شما می توانید همه آنها را به سلول وارد کنید.»

«مایکل تِیتِل» رئیس بخش اطفال و آسیب شناسی رشد، و یکی از نویسندگان مقاله منتشر شده برای این پژوهش است. وی گفت: «اطلاعاتی که با این گونه مطالعات کسب می کنیم می تواند در شناسایی هدف های مورد حملۀ پاتوژن ها به منظور ساخت داروهای پیشرفته تر به ما کمک کند. همچنین این اطلاعات یک بینش اساسی درباره چگونگی فعل و انفعال در بین پاتوژن و میزبان آن به ما می دهد تا بدانیم این فعل و انفعالات چطور باعث بوجود آمدن یک عفونت پربار و یا پاسخهای اثر بخشِ سلولی می شود.»

با توجه به این که این ابزار از سرعت 100000 سلول در دقیقه برای انتقال مواد برخوردار است، یکی از این تراشه ها به تنهایی کافی است تا در هر آزمایش، داده کافی جهت انجام آنالیز آماری روی نحوۀ پاسخ سلولها را فراهم سازد.

نویسندگی اصلی مقالۀ این پژوهش را دکتر «یو چین وو» یکی از دانشجویان سابق «چیو» بر عهده داشت که دکتری خود را در آذر ماه گذشته دریافت نمود. سایر نویسندگانی که از دانشگاه کالیفرنیا در تألیف این مقاله مشارکت داشتند عبارت اند از تینگ شیانگ وو، دانشجوی سابق چیو در مقطع دکتری؛ دکتر دانیل کلِمِنس، استادیار پزشکی؛ بای یو لی، پژوهش یار؛ زیمیا وِن، دانشجوی کارشناسی ارشد مهندسی مکانیک؛ و دکتر مارکوس هورویتس، استاد پزشکی و میکروبیولوژی، ایمونولوژی و ژنتیک مولکولی.

برنامۀ جایزۀ بیوتکنولوژی اکتشافی دانشگاه کالیفرنیا، مؤسسه ملی بهداشت آمریکا، شرکت NanoCav و بنیاد ملی علوم آمریکا، حامیان این پژوهش بودند.

منبع : کوی دانش 
باز نشر : سایت علمی نخبگان جوان

 

افزودن دیدگاه جدید

ویژه های سایت

دعوت از متخصصین حوزه نرم افزار ( جذب برنامه نویس )

شرکت تسهیلگران رشد نوابغ جوان از تمامی متخصصین حوزه نرم افزار که آشنایی با زبان های برنامه نویسی...

دعوت از متخصصین حوزه نرم افزار ( جذب برنامه نویس )

نظر سنجی

  • با چه روشی می توان سریعتر اقتصاد مقاومتی را محقق نمود و کشور را از وابستگی به دیگران رهانید ؟

  • تعداد مقالات: 3,056
  • بازدید امروز : 26421
  • بازدید دیروز: 43969

افراد آنلاین:

346

اکنون ساعت   1:20 pm به وقت تهران میباشد.

امروز: يكشنبه 3 تير 1397

بارکد نخبگان جوان کانال تلگرامی
 
 

استفاده از تمامی مطالب سایت تنها با ذکر منبع آن به نام سایت علمی نخبگان جوان و ذکر آدرس سایت com.نخبگان مجاز است
استفاده از نام و برند نخبگان جوان به هر نحو توسط سایر سایت ها ممنوع بوده و پیگرد قانونی دارد
مسئولیت مطالب ارسالی کاربران بر عهده سایت علمی نخبگان جوان نمی باشد

تهیه و تنظیم مطالب: com.نخبگان