Биология

Созданы весы для клеток

Клетка человеческого тела на кремниевом кантелевере

Martin Oeggerli/ETH Zurich/University of Basel

Исследователи создали специальный прибор, с помощью которого можно взвешивать клетки живых организмов и регистрировать изменения их массы с большой точностью и быстротой. Оказалось, что клетки млекопитающих естественным образом меняют массу на 1—4% на масштабе секунд. Статья опубликована в издании Nature.

Все живые организмы, от бактерий до самых сложно устроенных животных, состоят из клеток. Они бывают настолько большими, что заметны невооруженным глазом, однако в большинстве случаев их масса составляет всего 2—3 нанограмма, что достаточно мало, поэтому метода их взвешивания и отслеживания изменений массы в реальном времени раньше не существовало. Сотрудники Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе, Базельского университета и Имперского колледжа Лондона изменили эту ситуацию своей разработкой, которая способна фиксировать изменения в триллионную долю грамма на временном масштабе миллисекунд.

Новый метод состоит в подвешивании отдельных клеток на крохотном и очень тонком кремниевом кантелевере, покрытом коллагеном или фибронектином. Импульсы синего лазера заставляют кантилевер покачиваться, а второй лазер, красный, измеряет колебания на свободном конце зонда. Сперва без прикрепленной клетки, а затем с ней. «Масса клетки может быть вычислена из разницы между двумя колебаниями», — поясняет основной разработчик весов Дэвид Мартинез-Мартин из Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе.

Одним из открытий стало постоянное изменение массы клеток млекопитающих на 1—4%. Причем биофизики уверены в том, что ошибки здесь нет, так как эти колебания прекращались со смертью клетки. «Масса клетки — очень хороший индикатор ее физиологии», — поясняет Мартинез-Мартин. Разработкой заинтересовались ученые разных областей — от биологов и медиков, которым интересно фиксировать влияние веществ на отдельные клетки, до материаловедов, которые хотят использовать новую технику применительно к наночастицам.