이미징 도구 엑스레이와 MRI 을 혁명을 일으켰다 의학을 제공하여 의사 보기 닫기의 두뇌와 기타 중요 기관에서 살아 숨쉬는 사람들이다. 이제 컬럼비아 대학의 연구자들은 개별 세포 내의 변화를 추적하기 위해 가장 작은 척도를 확대하는 새로운 방법을보고합니다.
에서 설명하는 최신의 문제는 네이쳐 커뮤니케이션 도구를 결합한 널리 사용되는 화학제품 추적,D2O 거나 무거운 물로,상대적으로 새로운 레이저-이미징 방법이라는 자극 라만산란(SRS)., 기술의 잠재적인 응용 프로그램을 돕는 등 외과 의사 신속하고 정확하게 제거하 종양,하여 도움을 감지하는 머리 부상 및 발달 및 신진대사 장애가 있습니다.
“우리가 사용할 수 있습니다 이 기술을 시각화하는 대사 활동의 넓은 범위에 동물이,”말했다는 연구의 수석 저자 웨이 Min,화학에서 교수 컬럼비아대학교 등이 있습니다. “추적하여 언제 어디서 새로운 단백질,지질 및 DNA 분자가 만든,우리는 더 많은 것을 배울 수 있는 방법에 대해 동물을 개발하고 시대,무엇이 잘못된 경우에는 상해 및 질병입니다.,”
돌파구는 중수를 화학 물 추적자로 사용하는 것과 관련이 있습니다. 들을 교환하여 물의 수소 원자와 그들의 무거운 친척 중수소,무거운 물 외모와 맛을 좋아하는 일반 물에 작은 용량(이 다섯 큰술이 인간을 위해)이 안심하고 마실 수 있다. 한 번의 대사에 의해 세포에 몸,무거운 물에 통합되어 새로운 단백질,지질 및 DNA,는 곳 중수소 forms 화학 결합으로 탄소.,
경우 이러한 탄소-중수소 채권은 치과 빛,그들은 진동은 다양한 주파수에서,이 연구자는 발견 할 수 있도록,각 고분자를 식별 단백질,지질 또는 DNA. 에서 이러한 주파수 서명은,그들의 성장을 추적하는 새로운 단백질,지질 및 DNA 에서는 동물의 뇌,피부 장과 다른 장기입니다.
지만 무거운 물은 이미 사용되는 레이블을 단백질 및 지질 트랙사 분석가 현재에 이루어집 질량 분석기,에서 추출한 세포에 몸입니다., 이 방법은 이제 실시간 및 공간에서 하위 세포 변화를 시각화하는 것을 가능하게합니다. “우리는 살아있는 동물 세포 내부에서 일어나는 일에 대한 지속적인 그림을 얻습니다. 이전에는 스냅 샷 만있었습니다.”라고 연구의 공동 수석 저자 인 Lingyan Shi 는 Columbia 의 박사후 연구원이 말했습니다.
이 연구에서 연구자들은 일반 물을 D2O 로 희석하여 회충,생쥐 및 제브라 피쉬 배아에게 물을주었습니다. 을 목표로 SRS 레이저의 다양한에서 조직,그들은 보았을 통해 시간 및 일으로 새로운 중수소 태그 단백질,지질 및 DNA 의 구축.,
한 실험에서,그들은 마우스에서 빠르게 성장하는 뇌 및 결장 종양 주위에 밝은 선이 나타나는 것을 지켜 보았습니다. 암 세포가 분열됨에 따라 더 많은 중수소가 새로 만들어진 단백질과 지질에 통합되었습니다. “이 방법을 만들이 건강하고 암 조직을 만들고,그것은 훨씬 쉽게 종양을 제거하고,”시 고 말했다.
실험은 또한 세포 발달과 노화에 대한 새로운 통찰력을 제공했다.회충에서 그들은 노화됨에 따라 웜의 생식 기관에서 지방 생성이 상승하고 떨어지는 것을 지켜 보았습니다., 지방는 데 도움이 웜의 계란이 성숙하고 이 추가되는 지방은 더 이상 유용한 지방을 형성이 둔화,그들이 발견했다. 그들은 또한 본 덩어리의 새로운 단백질 양식에 오신의 몸을 제안,그 중수소-labeled SRS 이미징를 추적하는 데 사용할 수 있는 단백질 예금하고,따라서 관련 노화 질환입니다.
-개발도상국에서는 두뇌의 아기 쥐,그들은 층의 형성의 격리 지방이라는 수초,주위에 각각의 셀이다., 보 과정을 실시간으로 제안하는 연구자들은 그 중수소-labeled SRS 이미징 사용될 수 있을 경우 알리 아이의 두뇌 개발하고 적절한 경우,또는 고통 받는 환자에서 다발성 경화증,질환을 공격하는 뇌의 수초과 정보 흐름을 방해할 수 있습기는 회복세를 보이고 있습니다.
-에선 땀 세포의 쥐들은 본대로 새로운 지질 형성에 세포에서 외부의 가장자리에 땀선,추진 오래된 세포 내부입니다., 그 때는 오래된 세포로의 센터를 동맥,그들은 죽었고 추방되는 과정에서 생각하는 피부에 수분을 머리 위에.
“의 아름다움이 매핑 방법은 단순하”라고 말한 에릭 Potma,화학에서 교수로 캘리포니아대학교 어바인지 누구인지에 관련된 연구하는 학문이다. “겉으로보기에는 최소한의 노력으로 조직에서 대사 활동의 생생한 이미지를 생성합니다. SRS 현미경이 계속 작아짐에 따라 중수소 표지 된 SRS 이미징은 훨씬 이전 단계에서 종양을 잡는 데 도움이 될 수 있습니다.,”
에 행동하는 직감하는 요소의 수소에 와서 더 무거운 형태로,Harold Urey,다음 화학에서 교수리티시 컬럼비아,성공에 중수소 분리에서 액체 수소 1931. 이 발견은 3 년 후 노벨 화학상을 수상했습니다. 제공하는 것 외에 추적 프로그램으로 질량 분광학,중수소 오늘날 사용되는 변화를 추적하기 위해 바다를 순환을 연구,형성의 별,그리고 조절하는 화학 반응기에서 원자력합니다.
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참고
Lingyan Shi,Chaogu Zheng,Yihui Shen,Zhixing Chen,Edilson S.Silveira,Luyuan Zhang,Mian Wei,Chang Liu,Carmen de Sena-Tomas,Kimara Targoff,Wei Min. 동물의 대사 역학의 광학 이미징. Nature Communications,2018;9(1)DOI:10.1038/s41467-018-05401-3.