研究細胞的新工具可能有助於揭露疾病的秘密

本文轉載自PEREGRINE科學點滴

根據美國能源部所屬艾姆斯國家實驗室(the U.S. Department of Energy`s Ames Laboratory)副研究員暨愛荷華州立大學(Iowa State University)教員Ning Fang的說法,在瞭解活細胞中之旋轉運動(rotational motion)方面的諸多進展,可能有助於研究人員們闡明諸如阿茲海默氏症(Alzheimer`s)等致命疾病的原因。

圖片來自原報導

在發表於2010年11月2日版《美國化學學會雜誌》(the Journal of the American Chemical Society),標題為「使用金奈米棒及差動干擾反差顯微鏡技術來解析工程環境及活細胞中奈米物體的旋轉運動」(Resolving Rotational Motions of Nano-objects in Engineered Environments and Live Cells with Gold Nanorods and Differential Interference Contrast Microscopy)的論文中,Fang及其研究團隊記述了有關差動干擾反差顯微鏡技術,在揭露活細胞中奈米粒子運動上的效果。

於人體中,有為數眾多的生物奈米運作體系(biological nanomachines)執行著各式各樣的功能。不過根據Fang的說法,有關此些生物奈米運作體系如何運作,尤其是在細胞環境中的運作,科學家們的瞭解是很有限的。由於此些生物奈米運作體系的任何機能障礙會導致諸如阿茲海默氏症等疾病,因而極需新技術來協助研究這些生物奈米運作體系的組成、動態(dynamics)及運作機制(working mechanisms)。

為瞭解此些生物奈米運作體系如何運作,科學家們探究了於生物奈米運作體系中,其功能不可或缺的各種類型運動。

透過當前的各種技術,能追蹤轉移運動(translational motion:也就是物體位置被改變的運動)。不過,由於技術上的諸多限制,與轉移運動一樣重要且基本的旋轉運動,大部分是未經探究的。先前的諸多技術,諸如追蹤粒子或單分子的螢光性偏振技術(fluorescence polarization),僅能解析諸如於培養皿(Petri dish)中之生物體外的旋轉運動。在他們的研究中,Fang的團隊已經從生物體外之環境中的運動研究轉移到,於活細胞之生物體內的環境中為旋轉運動造影。

為此,他們仰仗使用大小僅25×73奈米的金奈米棒。於活細胞中,取決於此些無毒奈米棒的方位,它們散射出不同的光。使用一種被稱為差動干擾反差顯微鏡(DIC)的技術,除了細胞的光學影像之外,Fang的團隊也能捕獲此些金奈米棒的方向及位置,從而揭露粒子於活細胞中的5D(3個空間坐標及2個方位角)運動。

Fang宣稱:「該金奈米棒的差動干擾反差造影,有助於賦予人們高的角解析率(angular resolution)。」

Fang宣稱:「藉由揭露生物奈米運作體系複雜的內部運動,該項新技術開啟了瞭解活生物奈米運作體系之運作機制的門路。研究活細胞內奈米級旋轉運動是先前未曾被進行過的事。」他附言,在對抗諸如阿茲海默氏症等疾病上,瞭解上述旋轉運動是重要的,因為這有助於科學家們更深入瞭解,神經元如何受到環境的影響。

該項研究是由美國能源部科學局(the U.S. Department of Energy Office of Science)所資助。

原文網址:http://www.ameslab.gov/news/news-releases/fang

翻譯:peregrin


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