Mỗi ngày một sáng tạo (79): Các nhà nghiên cứu sử dụng máy nano DNA để khám phá các phân nhóm lysosome

24-12-2018

IDEAS+ - Một trong những điều thú vị nhất mà các nhà khoa học tìm thấy khi sử dụng các đầu dò mới là bằng chứng thực sự có ít nhất hai loại lysosome khác nhau.

Theo chiều kim đồng hồ từ trên cùng bên trái: các nhà khoa học của UChicago Anand Saminathan, Kasturi Chakraborty, Yamuna Krishnan và KaHo Leung kiểm tra kết quả từ máy nano DNA mới để theo dõi hoạt động của lysosome trong các tế bào. Credit: Irene Hsiao.
 

Một công cụ sáng tạo được phát minh bởi các nhà khoa học của Đại học Chicago sẽ cho chúng ta một cửa sổ mới vào hoạt động bên trong của lysosome. Hai nghiên cứu do Giáo sư Hóa học Yamuna Krishnan dẫn đầu đã chế tạo ra những cỗ máy nhỏ bé để khám phá manh mối về lysosome, bao gồm cả việc chúng có thực sự thuộc hai hay nhiều loại liên quan hay không, có thể giúp chúng ta hiểu các rối loạn liên quan đến lysosome hay không.

'Cả hai nhà khoa học nghiên cứu tế bào và bác sĩ điều trị bệnh nhân rối loạn lysosome đều cần chẩn đoán tốt hơn, vì vậy đây là một bước tiến rất tốt', cử nhân Kasturi Chakraborty, tác giả đầu tiên của cả hai bài báo cho biết.

Các nhà khoa học muốn có khả năng xem các cảnh quay trực tiếp về những gì đang diễn ra trong một tế bào, nhưng hoạt động bên trong của nó rất khó để bắt kịp hành động. Nó nhỏ bé, và hơn thế nữa, đó là một môi trường khắc nghiệt; lysosome nói riêng có tính axit cao không tốt cho máy ảnh. Chakraborty nói: 'Hầu hết các cảm biến sẽ chỉ ngừng hoạt động nếu độ axit cao đến mức đó'.

Để giải quyết vấn đề này, nhóm của Krishnan sử dụng DNA làm vật liệu xây dựng của họ để chế tạo đèn pin và cảm biến để nhìn vào bên trong. Nó đã thích nghi với cuộc sống trong một tế bào và nó có định dạng mảnh ghép tiện dụng, hoàn hảo để chế tạo các máy nano nhỏ tạo ra sự sống bên trong một tế bào sống.

Họ đã thiết kế các ống nano để đo cả pH và các ion đặc biệt trôi nổi xung quanh lysosome, hoặc canxi hoặc clorua, là cơ sở cho cách thức lysosome giao tiếp và thực hiện nhiệm vụ của chúng. Thông qua điều đó, các nhà khoa học có thể thấy các lysosome hoạt động như thế nào và thọc mạch những gì đang xảy ra khi chúng không hoạt động, trong một số bệnh hoặc điều kiện di truyền.

Một trong những điều thú vị nhất mà họ tìm thấy khi sử dụng các đầu dò mới là bằng chứng thực sự có ít nhất hai loại lysosome khác nhau.

Một máy nano DNA phân giải hóa học lysosome trong các tế bào sống.

Các nhà khoa học đã nghi ngờ lysosome có nhiều loại khác nhau với các chức năng khác nhau, nhưng nó chưa bao giờ được xác nhận, Chakraborty nói. Họ chưa biết chính xác hai loại lysosome khác nhau về chức năng như thế nào, nhưng họ biết một loại bị thiếu ở những người mắc một chứng rối loạn lysosome nhất định gọi là bệnh Niemann-Pick.

Điều quan trọng là thiết kế một cảm biến có thể đo hai loại ion cùng một lúc. Chakraborty nói: 'Bạn hoàn toàn cần hai ký hiệu hóa học độc lập để phân biệt giữa các lysosome'.

'Thật thú vị bởi vì lysosome được công nhận là một cơ quan đa chức năng, và cho đến bây giờ chúng tôi đã xem xét rằng đó là một loại lysosome duy nhất thực hiện nhiều chức năng', ông Krishnan, tác giả tương ứng của cả hai nghiên cứu cho biết. 'Các nghiên cứu của chúng tôi tiết lộ rằng thực sự có thể có các loại lysosome khác nhau được chỉ định cho các chức năng khác nhau.'


Khang Nguyễn - IDEAS+


 

Content 1 mobi
Content 1
Content 2 mobi
Content 2
Content 9
Content 10
Content 11
Content 12
Content 13
Content 14