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提取單個(gè)活細(xì)胞的內(nèi)容

2019-01-18 10:59:51 ? 來源：

生物學(xué)家越來越關(guān)注單個(gè)細(xì)胞的行為，而不是整個(gè)細(xì)胞群的行為。ETH開發(fā)的一種新方法可以徹底改變單細(xì)胞分析。該技術(shù)使用世界上最小的注射器對單個(gè)細(xì)胞的含量進(jìn)行采樣，以進(jìn)行分子分析。ETH研究人員開發(fā)了一種使用納米注射器的方法，其微針能夠穿透單個(gè)活細(xì)胞并提取其內(nèi)容物。該技術(shù)可用于細(xì)胞培養(yǎng)，例如，以研究細(xì)胞內(nèi)部。這使科學(xué)家能夠在分子水平上識別單個(gè)細(xì)胞之間的差異，以及識別和分析稀有細(xì)胞類型。“我們的方法開辟了生物學(xué)研究的新領(lǐng)域。這是一個(gè)全新篇章的開始，可以這么說”，生物系的Julia Vorholt教授說。

這種新方法具有許多優(yōu)點(diǎn)：研究人員可以直接在培養(yǎng)皿中對組織培養(yǎng)的單個(gè)細(xì)胞進(jìn)行取樣。“這意味著我們可以研究細(xì)胞如何影響它的鄰近細(xì)胞”，Vorholt教授研究小組的博士后Orane Guillaume-Gentil說。使用常規(guī)方法不可能進(jìn)行這種類型的研究，因?yàn)榉肿臃治鐾ǔＰ枰紫葘⒓?xì)胞物理分離然后破壞。

細(xì)胞仍然活著

最重要的是，微觀針可以精確控制，以便科學(xué)家能夠收集細(xì)胞核的內(nèi)容物或收集核周圍的細(xì)胞內(nèi)液，細(xì)胞質(zhì)。最后但并非最不重要的是，研究人員可以精確地確定它們提取的細(xì)胞內(nèi)物質(zhì)的數(shù)量，低至十分之一(一萬億分之一升)。通過比較：電池的體積大10到100倍。

提取分子的細(xì)胞仍然存活，因此研究人員可以自由地對相同的活細(xì)胞進(jìn)行數(shù)次采樣，以便分析其RNA和蛋白質(zhì) - 甚至可能在將來分析代謝物。“我們驚訝地發(fā)現(xiàn)，即使在我們提取了大部分細(xì)胞質(zhì)后，我們檢查的細(xì)胞也存活下來”，ETH教授Vorholt說。這強(qiáng)調(diào)了生物細(xì)胞的驚人可塑性。

應(yīng)用擴(kuò)展

新的細(xì)胞提取方法基于過去幾年在ETH開發(fā)的顯微注射系統(tǒng)FluidFM，它是“世界上最小的自動(dòng)注射器”。這已經(jīng)為生物學(xué)家提供了將物質(zhì)注入單個(gè)細(xì)胞的方法。FluidFM及其納米注射器也非常適合通過負(fù)壓輕輕吸取細(xì)胞并將其重新定位到其他地方。

Vorholt教授和她的研究小組進(jìn)一步推進(jìn)了該系統(tǒng)，允許從細(xì)胞室中提取材料。“一個(gè)特別重要的方面是為針頭找到合適的涂層，以防止細(xì)胞材料污染”，Guillaume-Gentil評論道。另一個(gè)挑戰(zhàn)是使用于細(xì)胞分子的分析技術(shù) - 例如測量酶活性 - 適應(yīng)微小的測量體積。該系統(tǒng)的最新發(fā)展是密切協(xié)作與研究人員在托馬索ZAMBELLI，Privatdozent工作在信息技術(shù)與電氣工程學(xué)院，馬丁Pilhofer，在分子生物學(xué)和生物物理學(xué)研究所教授蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的部門進(jìn)行，和ETH分拆Cytosurge，推廣FluidFM技術(shù)。

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