Priljubljene Objave

Izbira Urednika - 2019

Merjenje metabolitov v algah ene celice naenkrat

Anonim

V sodelovanju z različnimi inštituti na Japonskem znanstveniki na Inštitutu za znanost in tehnologijo Nara v Nari na Japonskem poročajo o novem mikroskopskem sistemu, ki vizualizira proizvodnjo metabolitov v živih celicah. Fluorogenske aptamere, ki fluorescirajo pri vezavi na metabolite, so bile vstavljene v celice alge s femtosekundno lasersko fotoporacijo in opazovane s fluorescenčno mikroskopijo. Novi sistem naj bi prispeval k presnovnemu inženirstvu okolju prijaznih biogoriv, ​​farmacevtskih in drugih izdelkov

oglas


Pri iskanju novih virov potrošnega materiala so znanstveniki spoznali, da bi lahko življenje sama rešitev. Metabolični inženirji so spremenili metabolizem živih organizmov za izdelavo novih zdravil, biološko razgradljivih snovi in ​​biogoriv. Eden najboljših primerov v sodobnem času je penicilin. Metabolične inženirske bakterije so izboljšale hitrost proizvodnje tega zdravila več kot 100-krat.

Glavni izziv na tem področju je ugotavljanje, katere celice so najbolj produktivne. Sorazmerno je enostavno preučiti večje populacije, kar ima za posledico informacije o metabolizmu celotne celične populacije. Vendar je še vedno zelo težko ugotoviti, katere celice v populaciji v razsutem stanju ostanejo nad preostankom v smislu proizvodnje metabolitov in so zato najboljše za kopiranje in posnemanje. Ta identifikacija zahteva opazovanje posameznih celic v realnem času, medtem ko je metabolit izdelan. Znanstveniki na Inštitutu za znanost in tehnologijo Nara (NAIST) poročajo o novem sistemu, ki doseže ta cilj v mikroalgičnih celicah. Sistem, ki ga je mogoče prebrati v znanstvenih poročilih, združuje fluorogene aptamere s femtosekundno lasersko fotorepcijo.

"Alge imajo številne privlačne lastnosti metabolnega inženirstva. Prvič, so izjemno prilagodljivi, saj imajo sposobnost živeti v širokem razponu okolij, od ekvatorja do drog in celo v močno slanici ali onesnaženih vodah", pravi. Profesor Yoichiroh Hosokawa, ki je vodil študijo.

Običajno znanstveniki uporabljajo fluorescenčno mikroskopijo, da pogledajo v celico. Ta strategija vključuje pritrditev molekule, ki fluorescira na metabolit zanimanja. Vendar pa je zaradi zaščite celičnih sten težko uvesti fluorescenčne molekule, ki odkrivajo specifične metabolite v celicah mikroalgajev od zunaj.

Ekipa Hosokawa torej razvija fluorescenčne aptamere, ki oddajajo fluorescenco, potem ko se vežejo na paramilon metabolita in proizvodne metode, ki jih lahko ustvarjajo v celico z laserskimi impulzi.

"Sintetizirali smo vezavo peptidnega aptamera na paramilon in ga uvedli v celice Euglena gracilis z enoceličnimi laserskimi procesi, " je povedal dr. Takanori Maeno, ki je prvič avtor študije. "Paramylon proizvaja le Euglena in funkcije, kot so vlakna, ki jih je mogoče prečistiti v biogoriva, " je dodal.

Da bi dobili aptamer znotraj celice, so znanstveniki streljali celice z laserskimi pulzami le dolge femtosekunde. Ti impulzi so ustvarili začasne pore, ki so bili dovolj veliki, da so včasih vstopili aptameri. Ko so v notranjosti, so celice postale zelene le na mestih, kjer so se aptameri povezali z paramilonom. S pomočjo te tehnike je skupina Hosokawa sčasoma izmerila akumulacijo paramila, s čimer je diskriminirala učinkovite celice od svojih neproduktivnih sosedov.

Medtem ko je bil sistem testiran samo na paramilonu, je Hosokawa izjavil, da se bodo drugi metaboliti odkrili z ustreznimi aptameri.

"Naša metoda daje prostorske in časovne informacije o tarčnem intracelularnem paramilu, vendar mora v prihodnosti delovati za vse vrste metabolitov. Uporabno bo za izbiro visoko zmogljivih celic, " je dejal.

oglas



Story Source:

Materiali, ki jih je zagotovil Inštitut za znanost in tehnologijo Nara . Opomba: Vsebino lahko uredite za slog in dolžino.


Referenčni opis revije :

  1. Takanori Maeno, Takanori Uzawa, Izumi Kono, Kazunori Okano, Takanori Iino, Keisuke Fukita, Yuki Oshikawa, Taro Ogawa, Osamu Iwata, Takuro Ito, Kengo Suzuki, Keisuke Goda in Yoichiroh Hosokawa. Ciljna dostava fluorogenih peptidnih aptamerjev v žive mikroalge s femtosekundno lasersko fototopacijo pri enoceličnem ločevanju . Znanstvena poročila, 2018; 8 (1) Doi: 10.1038 / s41598-018-26565-4