211service.com
Cellen maken op een lopende band
Onderzoekers hebben een manier ontwikkeld om celmembranen van uniforme grootte te maken, kleine cellulaire pakketjes die kunnen worden gebruikt als kleine terraria om de interne werking van de cel te bestuderen en zelfs nieuwe moleculen te creëren.
Eilanden in de stroom: Waterdruppels gesuspendeerd in olie reizen door een kanaal in een microfluïdische chip. Een stroom water stroomt erlangs en vormt een olie-water-interface.
Sandro Matosevic en Brian Paegel van het Scripps Research Institute in Jupiter, Florida, hebben een op chips gebaseerde methode ontwikkeld die blaasjes van uniforme grootte creëert op een lopende band. Met een diameter tussen 20 en 70 micrometer zijn de blaasjes groot genoeg om te worden geladen met DNA en de biochemische machinerie om als synthetische cellen te werken. De synthetische verpakking zal onderzoekers helpen bij het bestuderen van de eiwitten in celmembranen, die een belangrijke rol spelen als poortwachters van de cel. Veel medicijnen werken bijvoorbeeld in op deze membraaneiwitten of gebruiken ze op een andere manier om in cellen te komen om hun werk te doen.
Paegel en zijn collega's willen het systeem gebruiken om membraaneiwitten te maken met nieuwe en nuttige functies. Vanuit evolutionair oogpunt zijn ze gewoon deze echt sappige klasse van moleculen om op nieuwe functies te mikken, omdat ze al deze interessante chemie doen, zegt Paegel. Deze moleculen zijn van oudsher moeilijk om mee te werken omdat ze een lipide dubbellaag nodig hebben - de dubbele laag vetmoleculen die het celmembraan vormen - om te kunnen functioneren. Een synthetisch celmembraan, zoals het type dat in het onderzoek is gemaakt, stelt wetenschappers in staat om een enkel gen te huisvesten, evenals de andere biochemische componenten voor het synthetiseren van dat membraaneiwit.
De op chips gebaseerde aanpak bouwt voort op vorig onderzoek waarin wetenschappers celachtige membranen in bulk in een centrifuge creëerden. In het microfluïdische apparaat van het Scripps-team reizen waterdruppels die in olie zijn gesuspendeerd langs een tak van een Y-vormig kanaal. Water stroomt langs de andere tak naar beneden, waardoor een olie-water-interface ontstaat wanneer de twee vloeistoffen elkaar ontmoeten. Het apparaat duwt de druppeltjes vervolgens door het olie-water-interface, waar ze worden gecoat in een andere laag lipiden om het dubbellaagse membraan te vormen. De onderzoekers gepubliceerd hun werk online vorige maand in de Tijdschrift van de American Chemical Society .
Het nieuwe aspect is het vermogen om deze gigantische liposomale blaasjes van celgrootte te maken die volledig uniform zijn in grootte en inhoud. Niemand heeft dat tot nu toe in een robuust systeem kunnen aantonen, zegt Wyatt Vreeland, een chemisch onderzoekingenieur bij de afdeling biochemische wetenschappen van het National Institute of Standards and Technology in Gaithersburg, Maryland. Hierdoor kunnen we gaan kijken naar het op gecontroleerde wijze in vitro reconstrueren van cellulaire systemen om te onderzoeken hoe verschillende componenten in een cel werken.