2008年9月2
在工作中,可能导致检测和治疗疟疾的新方法,麻省理工学院研究人员使用了两个先进的显微镜技术向以前所未有的细节展示疟原虫攻击红细胞。
3 d图像的人体红细胞(RBC)入侵由malaria-inducing恶性疟原虫的寄生虫,寄生虫发展的不同阶段。图像是基于3 d细胞的折射率的地图,记录的非侵入性的显微镜光学层析技术阶段。健康的红细胞展品特点两面凹的形状(左)。在早期阶段的寄生虫成熟(中心),parasitophorus泡显示为黄色区域。裂殖体阶段,后期感染红细胞受到严重的形态变化(右)。细胞内的蓝色区域表示parasite-produced疟原虫色素,消化血红蛋白的结晶形式。图片由/ YongKeun公园,迈克尔·菲尔德和题名为制造业的更多信息,请点击这里。
研究者的图片显示红细胞膜越来越不灵活,导致细胞丛,他们试图导航小血管。他们也显示了血红蛋白的破坏,血红细胞使用的关键分子携带氧气。
图像是通过显微技术揭示微小振动血红细胞膜。
“通过研究细胞膜的方式振动逐步改变随着疟原虫的成熟细胞内,我们可以研究其力学变化,弹性和动态属性,”迈克尔·菲尔德说,麻省理工学院的乔治·哈里森光谱实验室主任和物理教授。
菲尔德和题名为麻省理工学院的工程学院院长,高级作者论文的工作发表在《美国国家科学院学报》9月1日的一周。亚博老虎机网登录
研究建立了第一个实验细胞膜之间的连接振动和活细胞的病理状态。
“你可以建立一个测量membrane-fluctuation变化的函数从一个健康的状态逐渐发展到严重的病理状态,“苏雷什说,谁有约会在材料科学与工程,生物工程,麻省理工大学的机械工程和健康科学和技术。亚博网站下载亚博老虎机网登录
大家都知道一个多世纪以来,血红细胞膜不断波动。这些振动研究十分困难,因为涉及的测量非常小(纳米、一米的1000000000规模),和发生在微秒。
苏雷什和他的同事们曾表明,细胞膜疟原虫入侵红细胞的失去弹性,从寄生虫附着在膜蛋白质运输,使它们明显硬。
在论文中,研究者使用了一种叫做描述衍射相位显微镜图像在48小时内活细胞内的疟疾寄生虫的成熟细胞。他们表明,感染减少弹性,减少细胞膜的振动频率。
该小组还使用一种名为层析相显微技术,在菲尔德的实验室开发和基于相同的概念作为CT扫描:创建一个三维图像,研究人员结合大约100二维从不同角度拍摄的图像。这些图像产生被称为干涉测量技术,光波通过细胞的相对于参考波不通过。
这项技术允许他们研究细胞的折射率的变化,这是一个衡量光的速度降低,因为它通过材料。
生成的图像层析相显微镜揭示了血红蛋白的降解与疟原虫与细胞相互作用。
在未来,显微镜技术可以用来开发一个诊断工具,检测疟疾或其他人类疾病通过测量细胞膜的特性。它也可以被用来测试潜在药物的功效。
当前工程已经开始了大约两年前,Suresh演讲后光谱实验室工作学习的机械刚度疟疾感染的红细胞。菲尔德和他的同事们已经在显微技术可视化血红细胞,因此,集团决定合作。
“这个项目把物理学、工程学、材料科学和细胞生物学对传染性疾病的问题,“苏雷什说。亚博网站下载亚博老虎机网登录
论文的主要作者是YongKeun公园,麻省理工大学的一名研究生在健康科学和技术,微生物学家训练和莫妮卡Diez-Silva,巴斯德研究所,目前博士后在材料科学与工程系(DMSE)。亚博网站下载亚博老虎机网登录其他作者现在Gabriel Popescu伊利诺伊大学香槟分校;乔治·Lykotrafitis DMSE博士后;和崔Wonshik光谱实验室的博士后。
这项工作是由美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会,会联盟研究和技术中心。亚博老虎机网登录
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