LOGRAN INTRODUCIR PUNTOS CUANTICOS EN NUCLEOS DE LAS CELULAS CON NANOAGUJAS

6 octubre 2010. Los investigadores de la Universidad de Illinois, desarrollaron un nanoaguja que libera puntos cuánticos directamente en el núcleo de una célula viva cuando una pequeña carga eléctrica es aplicada. Los puntos cuánticos realizan un seguimiento para obtener información sobre las condiciones en el interior del núcleo.

La Comprensión de los procesos en el interior del núcleo de una célula, que contiene ADN que es el sitio para la transcripción de los genes, podría conducir a una mayor comprensión de la genética y los factores que regulan la expresión. Los científicos han utilizado las proteínas o los tintes para rastrear la actividad en el núcleo, pero estos pueden ser demasiado grandes y tienden a ser sensibles a la luz, haciendo que sean difíciles de usar con simples técnicas de microscopía.

Los investigadores han estado explorando una clase de nanopartículas llamadas puntos cuánticos, partículas diminutas de material semiconductor de sólo unas pocas moléculas grandes que se pueden utilizar para vigilar los procesos microscópicos y condiciones celulares. Los puntos cuánticos ofrecen las ventajas de pequeños de tamaño, tienen fluorescencia brillante para facilitar el seguimiento, y una excelente estabilidad a la luz.

“Muchas personas dependen de los puntos cuánticos para vigilar los procesos biológicos y obtener información sobre el entorno celular. Pero conseguir que los puntos cuánticos en una celda para aplicaciones avanzadas es un problema “, dijo el profesor Min-Feng Yu, profesor de ciencia e ingeniería mecánica.

Introducir cualquier tipo de molécula en el núcleo es aún más complicado, ya que está rodeado por una membrana adicional que bloquea a la mayoría de las moléculas en la célula de la entrada.

Yu trabajó con compañeros de ciencia y el profesor de ingeniería mecánica Ning Wang y el investigador postdoctoral Kyungsuk Yum para desarrollar un nanoaguja que también sirve como un electrodo que puede entregar los puntos cuánticos directamente en el núcleo de una célula – específicamente a un lugar señalado en el núcleo. Luego, los investigadores pueden aprender mucho acerca de las condiciones físicas dentro del núcleo mediante el control de los puntos cuánticos con un microscopio fluorescente estándar.

“Esta técnica nos permite acceder físicamente el ambiente interno dentro de una celda”, dijo Yu. “Es casi como una herramienta quirúrgica que nos permite” operar “dentro de la célula.”

El grupo recubierto con un único nanotubo, a sólo 50 nanómetros de ancho, con una capa muy delgada de oro, la creación de una sonda de electrodos a nanoescala. A continuación, carga la aguja con los puntos cuánticos. Una pequeña carga eléctrica libera los puntos cuánticos de la aguja. Esto proporciona un nivel de control que no puede conseguirse por otros métodos de entrega molecular, que impliquen difusión gradual a lo largo de la célula y en el núcleo.

“Ahora podemos usar el potencial eléctrico para controlar la liberación de las moléculas adjunta de la sonda”, dijo Yu. “Podemos insertar la nanoaguja en una ubicación específica y esperar a un punto específico de un proceso biológico, y luego soltar los puntos cuánticos. técnicas anteriores no se pueden hacer eso. ”

Debido a que la aguja es tan pequeña que puede penetrar una célula con una interrupción mínima, mientras que otras técnicas de inyección puede ser muy perjudiciales para la célula. Los investigadores también pueden utilizar esta técnica para ofrecer con precisión los puntos cuánticos a un objetivo muy específico para estudiar la actividad en ciertas regiones del núcleo, o potencialmente otros orgánulos celulares.

“La ubicación es muy importante en las funciones celulares”, dijo Wang. “Utilizando el enfoque de nanoaguja puede llegar a un lugar muy específico dentro del núcleo. Eso es una ventaja clave de este método. ”

La nueva técnica abre nuevas vías para el estudio. El equipo espera que se siga perfeccionando la nanoaguja, tanto como un electrodo y un sistema de entrega molecular.

Tienen la esperanza de explorar el uso de la aguja para ofrecer otros tipos de moléculas, así – fragmentos de ADN, proteínas, enzimas y otros – que podrían ser utilizados para estudiar una gran variedad de procesos celulares.

“Es una herramienta” todo en uno “, dijo Wang. “Hay tres tipos principales de procesos en la célula: química, eléctrica y mecánica. Esto tiene las tres: Es una sonda mecánica, un electrodo y un sistema de distribución de químicos “.

Los hallazgos del equipo aparece en la edición del 04 de octubre de la revista Small. Los Institutos Nacionales de la Salud y la Fundación Nacional de Ciencias apoyan este trabajo.

FUENTE: Comunicado de prensa UNIVERSIDAD DE ILLINOIS

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