Nuovo sistema di misurazione delle cellule

Aprile 9, 2016 Admin Salute 0 9
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Utilizzando un sensore che pesa cellule con una precisione senza precedenti, i ricercatori del MIT e di Harvard hanno misurato la velocità con cui le singole cellule si accumulano massa - una prodezza che potrebbe far luce su come le cellule controllano la loro crescita e il motivo per cui i controlli non riescono in cellule tumorali.

Il team di ricerca, guidato da Scott Manalis, MIT professore associato di ingegneria biologica, ha rivelato che le singole celle variano notevolmente nei loro tassi di crescita, e anche trovato prove che le cellule crescono in modo esponenziale (nel senso che crescono più velocemente man mano che diventano più grandi).

Il nuovo sistema di misura, riferito nell'edizione 11 aprile della rivista Nature Methods, è la prima tecnica che può misurare la massa cellule che crescono su un periodo di tempo, che varia da cinque a 30 minuti. I metodi precedenti per misurare i tassi di crescita delle cellule si sono concentrati su misure di volume o di lunghezza, e non hanno ancora mostrato la precisione necessaria per rivelare singoli modelli di crescita cellulare.




Come lo hanno fatto: Il sensore a cella-massa, che Manalis prima dimostrato, nel 2007, è costituito da un microcanali piene di liquido incise in una piccola lastra di silicio che vibra all'interno di un vuoto. Come cellule fluiscono attraverso il canale, uno alla volta, loro massa altera leggermente frequenza di vibrazione della lastra. La massa della cella può essere calcolato da tale variazione di frequenza, con una risoluzione a partire da un femtogrammi (10-15 grammi).

Michel Godin, un ex socio postdoctoral nel Manalis 'di laboratorio e co-autore dello studio, ha sviluppato un modo per intrappolare una cella all'interno della microcanali coordinando proprio la direzione del flusso. Ciò consente ai ricercatori di passare ripetutamente una singola cella attraverso il canale ogni secondo o così, misurando ogni volta si muove attraverso.

I ricercatori hanno studiato quattro tipi di cellule: due ceppi di batteri (E. coli e B. subtilis), un ceppo di lievito e mammiferi linfoblasti (precursori di globuli bianchi). Essi hanno dimostrato che le cellule B. subtilis sembrano crescere in modo esponenziale, ma di non aver ottenuto prove conclusive per E. coli. Questo perché c'è tanta differenza tra i tassi di crescita delle cellule individuali in E. coli, anche per le cellule di massa simile, dice Francisco Delgado, uno studente grad in Manalis 'di laboratorio e co-autore del documento.

Se le cellule crescono in modo esponenziale, significa che ci deve essere una sorta di meccanismo di controllo che la crescita. In caso contrario, quando le cellule si dividono in due un po 'di dimensioni diverse cellule figlie, come spesso accade, la cellula più grande in ogni generazione sarebbe sempre crescere più rapidamente la cellula più piccola, che porta a dimensioni delle celle inconsistenti.

"Se non ci fosse il controllo sul processo, la variazione di dimensioni della cella sarebbe tutta la mappa," afferma Marc Kirschner, professore di biologia dei sistemi presso la Harvard Medical School e autore del documento. Tuttavia, i biologi non sanno ancora come meccanismo di controllo che potrebbe funzionare.

Prossimi passi: Nei loro studi in corso, i ricercatori stanno tagging proteine ​​all'interno della cellula con molecole fluorescenti che rivelano quale fase del ciclo cellulare la cellula è in, permettendo loro di correlare le dimensioni delle cellule con la posizione del ciclo cellulare. Sono inoltre lavorando ad un modo per aggiungere sostanze chimiche come i nutrienti, antibiotici e farmaci contro il cancro al fluido all'interno della microcanali, in modo che possano studiare come queste sostanze influenzano i tassi di crescita.

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