Výskumníci z Katedry biológie a biochémie Univerzity v Bath poprvýkrát vložili malý sledovací čip priamo do vnútra cicavčej bunky. Ich cieľom je posunúť naše chápanie mechanizmov, ktoré sú základom bunkového správania, píše portál Phys.org.

Zdravé embryo so sledovacím zariadením

Najnovší výskum vedený profesorom Tony Perrym z Katedry biológie a biochémie Univerzity v Bath využíva nanotechnológiu na to, aby sledoval, ako sa bunky menia v čase sledovaním zvnútra.

Vedci totiž po prvýkrát injekčne vložili maličké sledovacie zariadenie na báze kremíka spolu so spermiami do vaječných buniek myši. Výsledkom bolo zdravé oplodnené vajíčko s funkčným zariadením vnútri. Prvé hodín života piatich embryí s čipom je zachytených na nižšie priloženom videu.

Tieto zariadenia sú podobné niektorým štrukturálnym zložkám bunky a merajú len 22 nanometrov, čo znamená, že majú flexibilitu pri registrovaní pohybu cytoplazmy bunky napríklad keď sa jednobunkové embryo pripravuje stať dvojbunkovým embryom.

Dokážu to vďaka ôsmym „nohám“, ktoré merajú silu vyvíjanú okolitým priestorom v bunke, čím sledujú ako sa intracelulárna hmota v priebehu času preusporiadala.

Myšie embryá vybrali výskumníci do štúdie najmä preto, lebo sú relatívne veľké. Merajú v priemere 100 mikrometrov, čo je v porovnaní s bežnou bunkou podstatne menej. Vnútri každého embrya tak bolo dostatok priestoru aj pre samotné zariadenie.

Čo však takýmto sledovaním správania bunky zvnútra vedci zistia? Podľa profesora Perryho aktivita vnútri bunky určuje a ovplyvňuje jej na podobnej báze ako génová expresia.

Prečítaj si tiež
Vytvorili špičkové bionické oko, ktoré je lepšie ako ľudské. Nositeľovi dodá aj nočné videnie

Pohyb bunkového materiálu však doposiaľ zostal do značnej miery nepreskúmaný. Vedci síce už dávno dokázali identifikovať prvky, ktoré bunku tvoria, ale nie to, jej vnútro správa ako celok.

„Teraz sa môžeme pozerať na bunku ako celok, nielen na prvky, ktoré ju tvoria.“, uviedol Perry. 

Pomôže pochopiť správanie pri starnutí či chorobách

Vedci vykonávali svoje merania skúmaním videozáznamov z mikroskopu pri vývoji embrya. Prišli na to, že maličké zariadenia vnútri boli niekedy skrútené silou, ktorá dokonca prevyšuje silu svalových buniek. Inokedy sa zase pohybovali len veľmi málo, čo ukazuje, že vnútro buniek sa upokojilo.

„Na týchto procesoch však nebolo nič postavené na náhode, jednobunkové embryo sa totiž správa predvídateľným spôsobom.“, dodal Perry. 

Výsledkami štúdie tak vedci prispievajú k chápaniu, že materiál vo vnútri živej bunky nie je statický, ale namiesto toho mení svoje vlastnosti vopred určeným spôsobom. To sa deje práve vtedy, keď bunka vykonáva svoju funkciu alebo reaguje na okolité prostredie.

Sledovanie základnej stavebnej jednotky organizmu zvnútra však môže významne napomôcť pochopiť vedcom, ako bunka starne alebo prestane pracovať tak, respektíve čo sa deje pri napríklad pri chorobách. Vývoj tohto výskumu má preto veľkú budúcnosť nie len v samotnej biológii, ale aj v rôznych oblastiach medicíny.

Vesmír a veda