Операцията на една… клетка

От списание HiComm

Текст: Албена Йорданова.

Лечението на отделни клетки и изучаването на протичащите в тях процеси изисква изключително точен инструмент, чрез който да се пробие клетъчната мембрана, без да се увреди нейната цялост. Група учени от САЩ за първи път успяха да проникнат с нанотръбичка във вътрешността на жива клетка и да инжектират лекарствени вещества в цитоплазмата, без да променят нейната нормална жизнена дейност.

Чудните нанотръбички
Най-подходящи като микроскопични игли за сложната манипулация се оказват въглеродните нанотръбички. Те имат характерна игловидна форма и са достатъчно гъвкави и твърди, за да пробият клетъчната мембрана. Най-важната им характеристика обаче, е че с тяхна помощ вътре в клетката могат да се доставят директно лекарства и дори фрагменти от чужда ДНК. Учените Синг Чен, Анракс Кис и Каролина Бертози от Калифорнийския университет и Националната лаборатория Бъркли демонстрираха възможностите на въглеродната микроигла. Те доказаха, че тя е способна да пробие мембраната на клетка без увреждане, дори при повторно проникване след половин час. Предишни опити за директно инжектиране на вещества в клетка неминуемо водеха до загиването й само няколко секунди след манипулацията. Изследователите се гордеят с това, че първи са създали инструмент, позволяващ точното пространствено позициониране върху клетъчната повърхност и доставяне на дозирани порции лекарствени средства вътре в нея.

Финото проникване
Нанотръбичките проникват безпрепятствено през биологичната мембрана, благодарение на малкият си диаметър. Пората, която се получава при пробиването, е с диаметър едва 1 нанометър. Тя се затваря много бързо в резултат на дифузията на липидните молекули, изграждащи клетъчната мембрана.
Опитната постановка за фината манипулация включва и атомно-силов микроскоп, който дава необходимото увеличение за точно управление и насочване на движенията на въглеродната тръбичка. В клетката са вкарани и флуоресцентни вещества, които лесно се детектират по светенето им. Използваните опитни клетки са ракови епителни клетки от линията HeLa. След успешното позициониране на иглата (което отнема около 30 минути) и последващото въвеждане на флуоресцентните маркери учените са наблюдавали светещи области вътре в клетките, което е доказателство за проникване на веществата в цитоплазмата.

В битка с лоши заболявания
Постигнатото от американските учени ще даде революционен тласък на медицината при лечение на редица смъртоносни болести като рак и СПИН. Учените са готови да продължат със следващи експерименти, при които ще бъдат инжектирани в точно определени прицелни клетки необходимите само за тях лекарствени вещества, отделни гени от ДНК, както и молекули РНК, които да отключват синтез на определени белтъци. Наноиглата ще даде шанс на любознателните изследователи да навлязат в непознатия свят на клетките и да открият тайните на протичащите в тях процеси.

Факти за клетките
* Клетката е основна структурна и функционална единица на организмите. Размерите й са разнообразни: 0,1-0,25 µm при вирусите, 1-10µm при бактериите и до 155 mm при щраусовото яйце. Нервните клетки в шията на жирафа достигат до 3 метра дължина.
* През 1838 г. учените Теодор Шван и Матиас Якоб Шлайден формулират Клетъчната теория, според която всички организми са изградени от сходни по химичен състав, ултраструктура, обмяна на веществата и основни функции клетки. Теорията доказва общия произход на организмите и единството в живата природа.
* Човешкото тяло има приблизително 100 трилиона или 10¹⁴ клетки, като нормалната големина на една клетка е 10 µm, а масата и е около 1 нанограм.
* HeLa клетките са безсмъртна клетъчна линия, използвана в научните изследвания от десетилетия. Тя води началото си от ракови клетки, изолирани от Хенриета Лакс, починала от цервикален тумор през 1951 г.

Учени трансформират въглероден двуокис в метан! Процесът е сходен на фотосинтезата при растенията

Екип британски изследователи, ръководени от испанския учен Мерседес Марото-Валер, разработи технология за превръщане на въглеродния двуокис (СО₂) – основната причина за климатичните промени, в природен газ.

Марото-Валер е ръководител на Центъра за иновации в улавянето и складирането на въглероден двуокис (CICCS) към Университета в Нотингам.
Лабораторията е пионер в търсенето на решения за преработката и складирането на въглеродния двуокис, за да може да се ограничи присъствието му в атмосферата, уточнява агенция ЕФЕ.

В CICCS вече са разработили няколко схеми за улавяне на въглеродния двуокис, който се изхвърля от най-замърсяващите индустрии, като електрически централи, циментови и нефтопреработвателни предприятия.
Технологията представлява “инжектиране“ на газа в кухини, останали от изчерпани петролни и газови находища, в стари каменовъглени мини и в естествени пещери.

Това евентуално разрешение на проблема с парниковия ефект несъмнено поставя и някои въпроси по отношение на времето, което ще е необходимо за трансформацията на въглеродния двуокис в природен газ.
Съществува и “непредвидим”, но “възможен” риск от пропукване на земните пластове, което може да доведе до сериозни последици за околната среда.

Решението за “скриване” на въглеродния двуокис под земята преминава през откриване на метод, който позволява този газ отново да се използва, като по сигурен и ефикасен начин се намали неговото съдържание в атмосферата.

Екипът на Марото-Валер работи именно в тази насока, разработвайки технология, чрез която може въглеродният двуокис да се трансформира в метан – основният компонент на природния газ.
Процесът е сходен на фотосинтезата при растенията. Растенията улавят СО₂ и водата, и с помощта на слънчевата светлина ги трансформират в захари. Правим подобен процес – също хващаме светлината, водата и СО₂, но вместо захари, получаваме метан, обясни Марото-Валер пред ЕФЕ.

Тя е категорична, че прилагането на тази технология в световен мащаб ще позволи да получим “перфектен цикъл на енергията”.

ИЗТОЧНИК : www.hicomm.bg