Исследователи из Института химии Китайской академии наук разработали инновационный нанопоровый зонд, который позволяет в режиме реального времени отслеживать биомолекулы в отдельных живых клетках. Результаты научной работы опубликованы в PNAS.
Понимание молекулярных процессов, происходящих в отдельных живых клетках, крайне важно для изучения клеточной гетерогенности, дифференцировки, старения и прогрессирования заболеваний. Однако традиционные подходы обычно предполагают микроманипуляции или забор образцов с последующим измерением в автономном режиме, что затрудняет отслеживание динамических биохимических изменений в реальном времени.
Чтобы решить эту проблему, ученые разработали устройство, в котором наносотовая мембрана из оксида алюминия сочетается со стеклянной нанопористой мембраной, содержащей функционализированные нанопоры белка порина А из микобактерий (Mycobacterium smegmatis).
Первая мембрана обеспечивает эффективную и неразрушающую молекулярную экстракцию, а белковая нанопора выполняет одноканальное электрическое детектирование. Под совместным воздействием диффузии и приложенного электрического поля внутриклеточные молекулы мигрируют через наносотовую мембрану к белковой нанопоре. Их перемещение приводит к возникновению характерных токовых сигналов, что позволяет идентифицировать отдельные молекулы и определять их концентрацию.
Используя модель нейрона гиппокампа для имитации ишемически-гипоксического повреждения клеток, исследователи одновременно отслеживали динамические изменения трех биологически важных молекул: глутамата (Glu), аскорбиновой кислоты (AA) и аденозинтрифосфата (ATP). Они играют важную роль в развитии патологического процесса, связанного с повреждением нервной ткани.
По сравнению с существующими технологиями анализа отдельных клеток эта платформа обладает рядом заметных преимуществ:
- минимальное повреждение клеток при длительном непрерывном наблюдении,
- извлечение веществ непосредственно из их природного местоположения с мониторингом в режиме реального времени,
- одновременное обнаружение нескольких целевых молекул.
В этой работе успешно применяется технология нанопорового зондирования внутри живых клеток, которая представляет собой мощную платформу для изучения клеточных процессов и механизмов развития заболеваний на уровне отдельных молекул.
Ранее в Центральном университете создали ИИ-метод для ранней диагностики воспалительных заболеваний, основанный на анализе иммунных клеток.
Фото: hi-tech.mail.ru
[expert_review params=»JTdCJTIyY29sb3IlMjIlM0ElMjJibHVlLTElMjIlMkMlMjJleHBlcnRfYXZhdGFyJTIyJTNBJTIyJTIyJTJDJTIyZXhwZXJ0X25hbWUlMjIlM0ElMjIlMjIlMkMlMjJleHBlcnRfbGluayUyMiUzQSUyMiUyMiUyQyUyMmV4cGVydF9pZCUyMiUzQSUyMjElMjIlMkMlMjJleHBlcnRfdHlwZSUyMiUzQSUyMnVzZXJfaWQlMjIlMkMlMjJleHBlcnRfYXZhdGFyX2FsdCUyMiUzQSUyMiUyMiUyQyUyMmV4cGVydF9zaG93JTIyJTNBMSUyQyUyMmV4cGVydF9kZXNjcmlwdGlvbiUyMiUzQSUyMiVEMCVBRCVEMSU4MiVEMCVCRSUyMCVEMCVCRSVEMCVCMSVEMSU4QSVEMCVCNSVEMCVCNCVEMCVCOCVEMCVCRCVEMCVCNSVEMCVCRCVEMCVCOCVEMCVCNSUyMCVEMCVCRiVEMSU4MCVEMCVCMCVEMCVCQSVEMSU4MiVEMCVCOCVEMCVCQSVEMSU4MyVEMSU4RSVEMSU4OSVEMCVCOCVEMSU4NSUyMCVEMCVCMiVEMSU4MCVEMCVCMCVEMSU4NyVEMCVCNSVEMCVCOSUyMCVEMCVCOCUyMCVEMSU4MSVEMCVCRiVEMCVCNSVEMSU4NiVEMCVCOCVEMCVCMCVEMCVCQiVEMCVCOCVEMSU4MSVEMSU4MiVEMCVCRSVEMCVCMiUyMCVEMCVCMiUyMCVEMCVCRSVEMCVCMSVEMCVCQiVEMCVCMCVEMSU4MSVEMSU4MiVEMCVCOCUyMCVEMCVCQyVEMCVCNSVEMCVCNCVEMCVCOCVEMSU4NiVEMCVCOCVEMCVCRCVEMSU4QiUyQyUyMCVEMCVCRiVEMSU4MCVEMCVCOCVEMCVCRCVEMCVCOCVEMCVCQyVEMCVCMCVEMSU4RSVEMSU4OSVEMCVCOCVEMSU4NSUyMCVEMSU4MyVEMSU4NyVEMCVCMCVEMSU4MSVEMSU4MiVEMCVCOCVEMCVCNSUyMCVEMCVCMiUyMCVEMCVCRiVEMCVCRSVEMCVCNCVEMCVCMyVEMCVCRSVEMSU4MiVEMCVCRSVEMCVCMiVEMCVCQSVEMCVCNSUyQyUyMCVEMCVCRiVEMSU4MCVEMCVCRSVEMCVCMiVEMCVCNSVEMSU4MCVEMCVCQSVEMCVCNSUyMCVEMCVCOCUyMCVEMSU4MCVEMCVCNSVEMCVCNCVEMCVCMCVEMCVCQSVEMSU4MiVEMSU4MyVEMSU4MCVEMCVCNSUyMCVEMCVCQyVEMCVCNSVEMCVCNCVEMCVCOCVEMSU4NiVEMCVCOCVEMCVCRCVEMSU4MSVEMCVCQSVEMCVCOCVEMSU4NSUyMCVEMCVCQyVEMCVCMCVEMSU4MiVEMCVCNSVEMSU4MCVEMCVCOCVEMCVCMCVEMCVCQiVEMCVCRSVEMCVCMiUyMCVEMCVCRCVEMCVCMCUyMCVEMSU4MSVEMCVCMCVEMCVCOSVEMSU4MiVEMCVCNS4lMjIlMkMlMjJleHBlcnRfc2hvd19idXR0b24lMjIlM0ExJTJDJTIyZXhwZXJ0X3Nob3dfYnV0dG9uX3R5cGUlMjIlM0ElMjJsaW5rJTIyJTJDJTIyZXhwZXJ0X3F1ZXN0aW9uX2J1dHRvbl90ZXh0JTIyJTNBJTIyJUQwJTlGJUQwJUJFJUQwJUI0JUQxJTgwJUQwJUJFJUQwJUIxJUQwJUJEJUQwJUI1JUQwJUI1JTIwJUQwJUJFJUQwJUIxJTIwJUQwJUIwJUQwJUIyJUQxJTgyJUQwJUJFJUQxJTgwJUQwJUI1JTIwJUUyJTg2JTkyJTIyJTJDJTIycXVlc3Rpb25fZXh0ZXJuYWxfbGluayUyMiUzQSUyMiUyRmF1dGhvciUyRmFkbWluJTIyJTJDJTIycG9wdXBfdXNlX3Bob25lJTIyJTNBMCUyQyUyMmV4cGVydF90aXRsZSUyMiUzQSUyMiVEMCU5QyVEMCVCNSVEMCVCNCVEMCVCOCVEMSU4NiVEMCVCOCVEMCVCRCVEMSU4MSVEMCVCQSVEMCVCOCVEMCVCOSUyMCVEMSU4RCVEMCVCQSVEMSU4MSVEMCVCRiVEMCVCNSVEMSU4MCVEMSU4MiUyMiUyQyUyMmV4cGVydF9zaG93X3RpdGxlJTIyJTNBMSUyQyUyMmV4cGVydF90ZXh0JTIyJTNBJTIyJUQwJTkyJTIwJUQxJTgxJUQwJUJFJUQxJTgxJUQxJTgyJUQwJUIwJUQwJUIyJTIwJUQwJUJDJUQwJUI1JUQwJUI0JUQwJUI4JUQxJTg2JUQwJUI4JUQwJUJEJUQxJTgxJUQwJUJBJUQwJUJFJUQwJUI5JTIwJUQwJUJBJUQwJUJFJUQwJUJCJUQwJUJCJUQwJUI1JUQwJUIzJUQwJUI4JUQwJUI4JTIwJUQwJUIyJUQxJTg1JUQwJUJFJUQwJUI0JUQxJThGJUQxJTgyJTIwJUQwJUIyJUQxJTgwJUQwJUIwJUQxJTg3JUQwJUI4JTIwJUQxJTgwJUQwJUIwJUQwJUI3JUQwJUJCJUQwJUI4JUQxJTg3JUQwJUJEJUQxJThCJUQxJTg1JTIwJUQxJTgxJUQwJUJGJUQwJUI1JUQxJTg2JUQwJUI4JUQwJUIwJUQwJUJCJUQxJThDJUQwJUJEJUQwJUJFJUQxJTgxJUQxJTgyJUQwJUI1JUQwJUI5JTNBJTIwJUQxJTgyJUQwJUI1JUQxJTgwJUQwJUIwJUQwJUJGJUQwJUI1JUQwJUIyJUQxJTgyJUQxJThCJTJDJTIwJUQwJUI4JUQwJUJEJUQxJTg0JUQwJUI1JUQwJUJBJUQxJTg2JUQwJUI4JUQwJUJFJUQwJUJEJUQwJUI4JUQxJTgxJUQxJTgyJUQxJThCJTJDJTIwJUQxJThEJUQwJUJGJUQwJUI4JUQwJUI0JUQwJUI1JUQwJUJDJUQwJUI4JUQwJUJFJUQwJUJCJUQwJUJFJUQwJUIzJUQwJUI4JTJDJTIwJUQwJUIzJUQwJUIwJUQxJTgxJUQxJTgyJUQxJTgwJUQwJUJFJUQxJThEJUQwJUJEJUQxJTgyJUQwJUI1JUQxJTgwJUQwJUJFJUQwJUJCJUQwJUJFJUQwJUIzJUQwJUI4JTJDJTIwJUQwJUJFJUQxJTg0JUQxJTgyJUQwJUIwJUQwJUJCJUQxJThDJUQwJUJDJUQwJUJFJUQwJUJCJUQwJUJFJUQwJUIzJUQwJUI4JTJDJTIwJUQwJUIwJUQwJUJCJUQwJUJCJUQwJUI1JUQxJTgwJUQwJUIzJUQwJUJFJUQwJUJCJUQwJUJFJUQwJUIzJUQwJUI4LSVEMCVCOCVEMCVCQyVEMCVCQyVEMSU4MyVEMCVCRCVEMCVCRSVEMCVCQiVEMCVCRSVEMCVCMyVEMCVCOCUyQyUyMCVEMCVCRiVEMSU4MSVEMCVCOCVEMSU4NSVEMCVCRSVEMSU4MiVEMCVCNSVEMSU4MCVEMCVCMCVEMCVCRiVEMCVCNSVEMCVCMiVEMSU4MiVEMSU4QiUyQyUyMCVEMSU4MSVEMSU4MiVEMCVCRSVEMCVCQyVEMCVCMCVEMSU4MiVEMCVCRSVEMCVCQiVEMCVCRSVEMCVCMyVEMCVCOCUyQyUyMCVEMCVCMCUyMCVEMSU4MiVEMCVCMCVEMCVCQSVEMCVCNiVEMCVCNSUyMCVEMSU4MSVEMCVCRiVEMCVCNSVEMSU4NiVEMCVCOCVEMCVCMCVEMCVCQiVEMCVCOCVEMSU4MSVEMSU4MiVEMSU4QiUyMCVEMCVCMiUyMCVEMCVCRSVEMCVCMSVEMCVCQiVEMCVCMCVEMSU4MSVEMSU4MiVEMCVCOCUyMCVEMSU4MCVEMCVCNSVEMCVCRiVEMSU4MCVEMCVCRSVEMCVCNCVEMSU4MyVEMCVCQSVEMSU4MiVEMCVCOCVEMCVCMiVEMCVCRCVEMCVCRSVEMCVCOSUyMCVEMCVCQyVEMCVCNSVEMCVCNCVEMCVCOCVEMSU4NiVEMCVCOCVEMCVCRCVEMSU4QiUyQyUyMCVEMSU4MSVEMCVCQSVEMCVCRSVEMSU4MCVEMCVCRSVEMCVCOSUyMCVEMCVCRiVEMCVCRSVEMCVCQyVEMCVCRSVEMSU4OSVEMCVCOCUyMCVEMCVCOCUyMCVEMCVCQyVEMCVCNSVEMCVCNCVEMCVCOCVEMSU4NiVEMCVCOCVEMCVCRCVEMSU4MSVEMCVCQSVEMCVCRSVEMCVCOSUyMCVEMCVCNiVEMSU4MyVEMSU4MCVEMCVCRCVEMCVCMCVEMCVCQiVEMCVCOCVEMSU4MSVEMSU4MiVEMCVCOCVEMCVCQSVEMCVCOC4lNUNuJTVDbiVEMCU5QyVEMCVCMCVEMSU4MiVEMCVCNSVEMSU4MCVEMCVCOCVEMCVCMCVEMCVCQiVEMSU4QiUyMCVEMCVCRiVEMSU4MCVEMCVCRSVEMSU4NSVEMCVCRSVEMCVCNCVEMSU4RiVEMSU4MiUyMCVEMCVCRiVEMSU4MCVEMCVCRSVEMCVCMiVEMCVCNSVEMSU4MCVEMCVCQSVEMSU4MyUyMCVEMSU4MSUyMCVEMSU4MyVEMSU4NyVEMCVCNSVEMSU4MiVEMCVCRSVEMCVCQyUyMCVEMSU4MSVEMCVCRSVEMCVCMiVEMSU4MCVEMCVCNSVEMCVCQyVEMCVCNSVEMCVCRCVEMCVCRCVEMSU4QiVEMSU4NSUyMCVEMCVCQSVEMCVCQiVEMCVCOCVEMCVCRCVEMCVCOCVEMSU4NyVEMCVCNSVEMSU4MSVEMCVCQSVEMCVCOCVEMSU4NSUyMCVEMSU4MCVEMCVCNSVEMCVCQSVEMCVCRSVEMCVCQyVEMCVCNSVEMCVCRCVEMCVCNCVEMCVCMCVEMSU4NiVEMCVCOCVEMCVCOSUyQyUyMCVEMCVCRCVEMCVCMCVEMSU4MyVEMSU4NyVEMCVCRCVEMSU4QiVEMSU4NSUyMCVEMCVCNCVEMCVCMCVEMCVCRCVEMCVCRCVEMSU4QiVEMSU4NSUyMCVEMCVCOCUyMCVEMCVCRiVEMSU4MCVEMCVCMCVEMCVCQSVEMSU4MiVEMCVCOCVEMSU4NyVEMCVCNSVEMSU4MSVEMCVCQSVEMCVCRSVEMCVCMyVEMCVCRSUyMCVEMCVCRSVEMCVCRiVEMSU4QiVEMSU4MiVEMCVCMCUyMCVEMCVCMiVEMSU4MCVEMCVCMCVEMSU4NyVEMCVCNSVEMCVCOS4lMjAlRDAlOUUlRDElODElRDAlQkQlRDAlQkUlRDAlQjIlRDAlQkQlRDAlQjAlRDElOEYlMjAlRDAlQjclRDAlQjAlRDAlQjQlRDAlQjAlRDElODclRDAlQjAlMjAlRDAlOUMlRDAlQjUlRDAlQjQlRDAlQkElRDAlQkUlRDAlQkIlRDAlQkIlRDAlQjUlRDAlQjMlRDAlQjglRDAlQjglMjAlRTIlODAlOTQlMjAlRDAlQkUlRDAlQjElRDAlQjUlRDElODElRDAlQkYlRDAlQjUlRDElODclRDAlQjglRDElODIlRDElOEMlMjAlRDAlQjQlRDAlQkUlRDElODElRDElODIlRDAlQkUlRDAlQjIlRDAlQjUlRDElODAlRDAlQkQlRDAlQkUlRDElODElRDElODIlRDElOEMlMkMlMjAlRDAlQjAlRDAlQkElRDElODIlRDElODMlRDAlQjAlRDAlQkIlRDElOEMlRDAlQkQlRDAlQkUlRDElODElRDElODIlRDElOEMlMjAlRDAlQjglMjAlRDAlQkYlRDAlQkUlRDAlQkQlRDElOEYlRDElODIlRDAlQkQlRDAlQkUlRDElODElRDElODIlRDElOEMlMjAlRDAlQkMlRDAlQjUlRDAlQjQlRDAlQjglRDElODYlRDAlQjglRDAlQkQlRDElODElRDAlQkElRDAlQkUlRDAlQjklMjAlRDAlQjglRDAlQkQlRDElODQlRDAlQkUlRDElODAlRDAlQkMlRDAlQjAlRDElODYlRDAlQjglRDAlQjglMjAlRDAlQjQlRDAlQkIlRDElOEYlMjAlRDAlQkYlRDAlQkUlRDAlQkIlRDElOEMlRDAlQjclRDAlQkUlRDAlQjIlRDAlQjAlRDElODIlRDAlQjUlRDAlQkIlRDAlQjUlRDAlQjkuJTVDbiUyMiUyQyUyMnFhJTIyJTNBJTVCJTVEJTJDJTIycWFfc2hvd190aXRsZSUyMiUzQTElMkMlMjJxYV90aXRsZSUyMiUzQSUyMiVEMCU5MiVEMCVCRSVEMCVCRiVEMSU4MCVEMCVCRSVEMSU4MSUyMCVEMSU4RCVEMCVCQSVEMSU4MSVEMCVCRiVEMCVCNSVEMSU4MCVEMSU4MiVEMSU4MyUyMiUyQyUyMnNjb3JlJTIyJTNBJTVCJTVEJTJDJTIyc2NvcmVfc3VtbWFyeV90ZXh0JTIyJTNBJTIyJTIyJTJDJTIyc2NvcmVfc3VtbWFyeV9hdmVyYWdlJTIyJTNBMCUyQyUyMnNjb3JlX21heCUyMiUzQSUyMjUlMjIlMkMlMjJzY29yZV9zeW1ib2wlMjIlM0ElMjIlMjIlMkMlMjJzY29yZV90aXRsZSUyMiUzQSUyMiUyMiUyQyUyMnNjb3JlX3Nob3dfdGl0bGUlMjIlM0EwJTJDJTIycGx1c2VzJTIyJTNBJTVCJTVEJTJDJTIybWludXNlcyUyMiUzQSU1QiU1RCUyQyUyMnBsdXNlc19taW51c2VzX3Nob3dfdGl0bGUlMjIlM0ExJTJDJTIycGx1c2VzX21pbnVzZXNfdGl0bGUlMjIlM0ElMjIlRDAlOUYlRDAlQkIlRDElOEUlRDElODElRDElOEIlMjAlRDAlQjglMjAlRDAlQkMlRDAlQjglRDAlQkQlRDElODMlRDElODElRDElOEIlMjIlMkMlMjJwbHVzZXNfdGl0bGUlMjIlM0ElMjIlMjIlMkMlMjJtaW51c2VzX3RpdGxlJTIyJTNBJTIyJTIyJTdE»]