Клетка – главная структурная единица всех живых организмов. Поэтому не удивительно, что учёные с особым вниманием изучают состав и функции этих строительных блоков жизни. Но до сих пор было практически невозможно точно измерить вес живой клетки и проследить за его изменением в течение времени. Теперь же команда биофизиков из Университета Базеля и Университетского колледжа Лондона во главе с Дэвидом Мартинес-Мартином (David Martínez-Martín) разработала необычное устройство, которое позволяет за сотые доли секунды взвешивать клетки с точностью до триллионных долей грамма.
Уникальные "весы" представляют собой камеру с культурой клеток, в которую опускается тончайший кремниевый кронштейн. Снаружи он покрыт волокнами коллагена и слоем белка фибронектина, который обычно присутствует на поверхности клеток. Эти молекулы надёжно крепятся к клеточным мембранам, поэтому играют роль рыболовного крючка. Не трудно догадаться, что в качестве рыбы выступает одна из клеток, которую кронштейн "вылавливает", опустившись на дно камеры.
Взвешивание проводится с помощью двух лазеров. Один – пульсирующий луч синего цвета, который падает на основание кронштейна, вызывая микроскопические колебания всей конструкции. Амплитуду этих вибраций фиксирует красный лазер, нацеленный на противоположный конец стрелы. Сначала учёные регистрируют колебания кронштейна без груза, а затем проводят измерения с подвешенной клеткой. В итоге по разнице результатов можно определить её вес.
Важно, что взвешивание можно производить непрерывно на протяжении нужного промежутка времени. При этом изменение веса отображается на экране компьютера в виде кривой линии. Это означает, что исследователи могут следить за тем, как клетки становятся тяжелее или легче на протяжении жизненного цикла.
Измерительное устройство монтируется прямо на предметном столе мощного флуоресцентного микроскопа. Поэтому учёные имеют возможность непосредственно во время взвешивания наблюдать за ходом клеточных процессов и делать снимки клетки.
Уникальный метод позволит биологам впервые отслеживать изменения веса клеток в процессе деления, под воздействием различных химических веществ и даже в ходе заражения вирусами.
"Мы уже установили, что живые клетки регулируют свой вес, и он непрерывно изменяется на величину от одного до четырёх процентов", – сообщает в пресс-релизе Мартинес-Мартин.
Новая технология была описана в журнале Nature, а коммерциализацией идеи занялась швейцарская компания Nanosurf AG.
Кстати, если помимо взвешивания учёные захотят измерить температуру клеток, им пригодится самый чувствительный в мире световой термометр, а для съёмки живых клеток на видео можно задействовать уникальный микроскоп.
