Ученые предложили новый способ изучения "скелета" живых клеток

Ученые предложили новый способ изучения "скелета" живых клеток

Новый метод микроскопии, позволяющий исследовать живые клетки в нанометровом разрешении, не нанося им урона, предложили ученые НИТУ "МИСиС". Метод будет полезен при лечении онкологических и сердечно-сосудистых заболеваний, болезни Альцгеймера и Паркинсона. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanoscale.

Определенный уровень жесткости клеток крайне важен для здоровья организма - особенно это касается цитоскелета, то есть клеточного каркаса, обеспечивающего адаптацию клетки к среде. От его свойств напрямую зависит, например, качество работы сердечно-сосудистой системы. Нарушения свойств цитоскелета, по словам специалистов, приводят к раку, сердечной недостаточности и другим заболеваниям.

Жесткость клеток сегодня, как правило, измеряют методом атомно-силовой микроскопии (АСМ). Проблема этого подхода в том, что при сканировании происходит серьезная деформация и изменение свойств живых клеток, приводящая к их гибели, что не позволяет получит данные нужной точности.

Специалисты университета усовершенствовали методику АСМ, совместив ее с другим методом - сканирующей ион-проводящей микроскопией. Этот подход, созданный при участии российских ученых и ранее применявшийся только для визуализации поверхностей, впервые был использован для измерения жесткости клеток.

"В основе ион-проводящей микроскопии - бесконтактное сканирование с помощью особой нанопипетки, через которую проходит поток ионов хлора. По изменению ионного тока отслеживается позиция нанопипетки. Данная методика позволяет с большой точностью "ощупать" локальную структуру клетки", - рассказал старший научный сотрудник научно-исследовательской лаборатории биофизики НИТУ "МИСиС" Петр Горелкин.

Нанопипетка, как объяснили ученые, в ходе сканирования приближается к поверхности достаточно близко, чтобы силы Ван-дер-Ваальса начинали действовать на проходящие через ее отверстие ионы, увеличивая или уменьшая их поток. Метод, по словам создателей, будет полезен для детального изучения движений клетки и клеточного деления.

"Развитие этого уникального подхода позволит намного лучше изучить функционирование клеточного цитоскелета, что сильно продвинет вперед исследования сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, болезни Альцгеймера и Паркинсона", - отметил Петр Горелкин.

В исследовании также принимали участие специалисты из Великобритании и Японии. В дальнейшем ученые намерены адаптировать метод сканирующей ион-проводящей микроскопии для исследования механизмов развития нейродегенеративных заболеваний. Другое направление работ коллектива - изучение механических свойств цитоскелета различных тканей для разработки новых противораковых препаратов.

Справка о НИТУ "МИСиС"

НИТУ "МИСиС" - один из наиболее динамично развивающихся научно-образовательных центров страны. Находясь в числе лидеров технологического образования России, НИТУ "МИСиС" также представляет собой полноценный научный центр. Университет занимает ведущие позиции в мире в предметных рейтингах THE, QS и ARWU сразу по 16 направлениям, входя в топ-100 в категориях "Инжиниринг-Горное дело" (рейтинг QS) и "Инжиниринг-Металлургия" (рейтинг ARWU), в области материаловедения НИТУ "МИСиС" в группе 101+ лучших вузов (рейтинг QS).

Стратегическая цель НИТУ "МИСиС" к 2020 году укрепить лидерство по направлениям специализации: материаловедение, металлургия и горное дело, а также существенно усилить свои позиции в сфере био-, нанотехнологий и ИТ. В состав университета входит 10 институтов, 6 филиалов - четыре в России и два за рубежом. В НИТУ "МИСиС" учится более 20 000 обучающихся, среди них 26% - это студенты из 84 стран мира. В университете действуют более 30 научно-исследовательских лабораторий и 3 инжиниринговых центра мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. НИТУ "МИСиС" успешно реализует совместные проекты с крупнейшими высокотехнологичными компаниями России и мира.