प्रक्रिया की अनुमति देता है, कोशिकाओं के लिए हो सकता है नमूना समय के साथ, की पेशकश की खिड़की करने के लिए जवाब है कि विकसित — ScienceDaily


किसी भी क्षण में, एक किस्म के गतिशील प्रक्रियाओं घटित में एक सेल के साथ, कई समय के साथ विकसित. क्योंकि वर्तमान अनुसंधान के तरीकों के लिए जीन प्रोफाइलिंग या प्रोटीन विश्लेषण सेल को नष्ट, अध्ययन करने के लिए सीमित है कि सिर्फ एक क्षण में समय, और शोधकर्ताओं में असमर्थ रहे हैं करने के लिए वापस सेल करने के लिए जांच करने के लिए कैसे चीजें बदल से परे है कि स्नैपशॉट.

एक टीम के नेतृत्व में पश्चिमोत्तर इंजीनियरिंग के संकाय विकसित किया गया है, एक न्यूनतम इनवेसिव विधि नमूने के लिए कोशिकाओं है कि दोहराया जा सकता है कई बार, के लिए ऐसा करते हैं । इस प्रक्रिया को कहा जाता है, स्थानीय electroporation, निहितार्थ में अध्ययन प्रक्रियाओं है कि विकसित, इस तरह के रूप में कोशिकाओं की प्रतिक्रिया के लिए उपचार के लिए कैंसर और अन्य बीमारियों.

Horacio एस्पीनोसा, जेम्स एन और नैन्सी जे फ़ार्ले में प्रोफेसर विनिर्माण और उद्यमिता में McCormick इंजीनियरिंग के स्कूल, नेतृत्व में टीम बनाई गई है कि जीना सेल विश्लेषण डिवाइस (LCAD) कर सकते हैं, जो गैर विध्वंस नमूना सामग्री से छोटे कोशिकाओं की संख्या कई गुना है ।

जब LCAD के साथ युग्मित है SAMDI, एक बेहद संवेदनशील और लेबल से मुक्त विधि के लिए मात्रा का ठहराव के enzymatic गतिविधि का उपयोग मास स्पेक्ट्रोमेट्री, intracellular सामग्री नमूना द्वारा LCAD कर रहे हैं, तो विश्लेषण की उपस्थिति के लिए एंजाइमों. SAMDI (आत्म इकट्ठे Monolayer Desorption Ionization) विकसित किया गया था प्रयोगशाला में मिलान के Mrksich, नॉर्थवेस्टर्न विश्वविद्यालय के उपाध्यक्ष, अनुसंधान और हेनरी उतारा रोजर्स के प्रोफेसर, बायोमेडिकल इंजीनियरिंग, रसायन विज्ञान, और सेल और आण्विक जीव विज्ञान.

“शोषण से अग्रिम में microfluidics और नैनो प्रौद्योगिकी, स्थानीय electroporation नियोजित किया जा सकता है के लिए अस्थायी रूप से खुला छोटे pores कोशिका झिल्ली में सक्षम अणुओं के परिवहन में कोशिकाओं या निकासी के intracellular सामग्री. के बाद से इस विधि न्यूनतम इनवेसिव कोशिकाओं के लिए, यह दोहराया जा सकता है कई बार के व्यवधान,” एस्पीनोसा ने कहा.

“कुछ एंजाइमों जोड़ा जा सकता है रोग के लिए रास्ते में, इस तरह के रूप में कैंसर के कुछ प्रकार, और वे हो सकता है लक्ष्य के चिकित्सा विज्ञान. इस मंच का उपयोग कर, यह अब संभव है के लिए अध्ययन कैसे enzymatic गतिविधि के बीच बदलता है स्वस्थ कोशिकाओं और कोशिकाओं से एक ट्यूमर बायोप्सी,” Mrksich कहा.

के LCAD-SAMDI मंच प्रदान करता है के लिए एक अवसर के जीव विज्ञानियों और चिकित्सकों की जांच करने के लिए कैसे विशिष्ट उपचार में परिवर्तन कर सकते हैं इन enzymatic गतिविधियों और संबंधित रोगों ।

“मंच में से एक है दुनिया का पहला प्रौद्योगिकी की अनुमति इस प्रकार, अनुसंधान के एक बायोप्सी प्रदर्शन किया लेकिन कोशिकाओं पर पर nanoscale,” एस्पीनोसा ने कहा.

जॉन ने कहा. ए. Kessler, केन और Ruthe Davee के प्रोफेसर स्टेम कोशिका जीव विज्ञान में पश्चिमोत्तर Feinberg स्कूल ऑफ मेडिसिन और अध्ययन के coauthor, “बाधा पहुँचा के बिना सेल में, यह एक खिड़की प्रदान करता है करने के लिए प्रक्रियाओं, कोशिकाओं के अंदर और सक्षम बनाता है कि अनुसंधान कर सकते हैं निर्धारित मात्रा के एक सक्रिय एंजाइम, कैसे enzymatic गतिविधि कोशिकाओं में समय के साथ बदलता है, और क्या गतिविधि में परिवर्तन घटित करने के लिए प्रतिक्रिया में एक इलाज है।”

इस विधि की संभावना को खोलता है जांच करने के लिए समय पर निर्भर प्रक्रियाओं की तरह, सेल भेदभाव, रोग प्रगति, या दवा प्रतिक्रिया, नियमित अंतराल पर.

“हम कल्पना है कि इस तकनीक में इस्तेमाल किया जा सकता के रूप में ऐसी स्थितियों स्क्रीनिंग दवाओं या डिजाइन और अनुकूलन के उपचार के पाठ्यक्रम है कि कर सकते हैं गिरफ्तारी रोग प्रगति में कोशिकाओं,” एस्पीनोसा ने कहा.

सबसे स्थापित तरीकों की आवश्यकता हत्या कोशिकाओं का विश्लेषण किया जा रहा है. वर्तमान में, जटिल कम्प्यूटेशनल तरीकों का इस्तेमाल कर रहे हैं पुनर्प्राप्त करने के लिए लौकिक जानकारी से ही फोटो है, लेकिन मान्यताओं के बारे में गतिशीलता और सीमाओं पर समय तराजू और परिदृश्यों रहते हैं ।

के LCAD भी इस्तेमाल किया जा सकता है वितरित करने के लिए प्रोटीन कोशिकाओं में. संयोजन के वितरण और नमूना इस्तेमाल किया जा सकता में शामिल अध्ययन के वितरण के अणुओं की तरह, डीएनए और प्रोटीन, और उसके प्रभाव की जांच की गतिविधि पर एक और के माध्यम से नमूना ।

“हम इस्तेमाल किया है एक ही अवधारणा के स्थानीय electroporation करने के लिए CRISPR जीन संपादन और हम अब कर रहे हैं, मशीन सीखने का उपयोग करने के लिए प्रक्रिया को स्वचालित,” एस्पीनोसा ने कहा.

कुल मिलाकर, इस विधि प्रदान कर सकते हैं पूरक के बारे में जानकारी सेलुलर गतिशीलता, जो संभव नहीं हो सकता का उपयोग पारंपरिक assays. भविष्य में, के रूप में प्रौद्योगिकी में सुधार और संवेदनशीलता बढ़ जाती है, यह संभव हो सकता करने के लिए नमूना अस्थायी जानकारी के कई अलग अलग प्रकार के प्रोटीन से एक साथ एक ही सेल की आबादी.



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