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2025-01-07 18:06:00
2025 年 1 月 7 日
ビーム分割技術は生物材料の粘弾性を測定し、進行中の変化を特定します。
スペイン主導のプロジェクト ICFO 研究センターは、生物学的材料の粘弾性特性を評価できる新しい光ピンセット構成を開発しました。
細胞内部または複雑な生体分子材料の機械的反応を定量化することは、細胞の分化と老化のより良い理解につながるはずであり、また創薬を加速する可能性もあります。
「生物学では、粘弾性の変化が癌などの重篤な疾患を引き起こす可能性がある」とICFOはコメントした。
「細胞内小器官、細胞、組織全体などの生体サンプルの粘弾性やその他のレオロジー特性を知ることは、その生理学的機能を理解する上で中心となります。」
レオロジーの研究を目的とした既存の光ピンセットベースの技術は、複雑な実験設定や完全に位置合わせされたデュアルレーザーシステムの必要性など、いくつかの実用的なハードルに直面しているとプロジェクトは指摘した。これはほとんどの研究室にとって法外なことであり、この種のテクノロジーを研究に採用できる研究施設は世界中でほとんどありません。
ICFO ソリューションは、 自然ナノテクノロジー1 つのレーザー ビームを 2 つのほぼ瞬時に時分割された光トラップに分割し、1 つはアクティブな振動を駆動し、もう 1 つは静的な変位検出に使用します。
この時分割光ピンセット マイクロレオロジー (TimSOM) メソッドでは、レーザーが 1 つだけ必要なため、セットアップが簡素化され、手法の多用途性が大幅に向上します。
「TimSOMには、その使用方法に関する段階的なプロトコルも付属しており、これにより、分子生物学、細胞生物学、発生生物学の分野における光ピンセットベースのマイクロレオロジーの採用が促進されるでしょう」とICFOのMichael Krieg氏は述べた。
基本的な質問に答える
TimSOM 法では、ゼブラフィッシュ胚の細胞核と細胞質間の粘弾性の違いも測定し、ゼブラフィッシュの腸組織の粘弾性と老化の関係を評価しました。 線虫 線虫は、老化プロセスを加速する可能性のある核膜の変異を検出します。
ICFOのフレデリック・カタラ・カストロ氏は、「同じレーザーを使用したため、同じ生細胞内の異なる位置での測定が容易に行えました。そうでなければ実行が難しいことで知られています」と述べた。 「言い換えれば、単一のレーザー光トラップは視野内の任意の位置に移動させることができ、これによりこの方法の時空間的な多用途性が高まります。」
TimSOM の原理は、細胞の挙動や細胞が移動するために必要なエネルギーに関する生物学の基本的な質問のいくつかに答えたり、機械感受性タンパク質の凝縮物の変形がニューロンの活性化にどのように変換されるかを調査したりするのに役立つ可能性があります。
「TimSOM は、この分野の科学者が生物力学、つまり生体材料の剛性マップを撮影するのに役立ちます」と Michael Krieg 氏はコメントしました。 「それによって、レオロジーに関するこれらの疑問や他の多くの長年の疑問に最終的に答えることができるかもしれません。」
#ICFO光ピンセットで細胞の老化とダイナミクスの詳細が明らかに