แหนบนาโนชนิดใหม่ที่สามารถดักจับและแยกเอนทิตีเดี่ยวๆ เช่น DNA, RNA และไมโตคอนเดรียจากเซลล์ชีวภาพที่มีชีวิต จะช่วยให้นักวิจัยเข้าใจพื้นฐานของกระบวนการเซลล์ได้ดีขึ้นและกระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นแบบเรียลไทม์ได้อย่างไร อุปกรณ์ซึ่งไม่ทำลายเซลล์ ซึ่งแตกต่างจากเทคนิคการวิเคราะห์ที่มีอยู่มากมาย สามารถช่วยในการสร้าง Human Cell Atlas ซึ่งเป็นโครงการจีโนมที่ทะเยอทะยาน
ที่สุดหลังจากการจัดลำดับจีโนมมนุษย์
เซลล์ทางชีววิทยาจำนวนมากที่เป็นชนิดเดียวกัน เช่น สมอง กล้ามเนื้อ หรือเซลล์ไขมัน มีลักษณะคล้ายกันมาก แต่มีโครงสร้างและองค์ประกอบที่แตกต่างกันมากในระดับโมเลกุลเดี่ยว ปัญหาคือวิธีการทั่วไปในการค้นพบความแตกต่างเหล่านี้มักต้องการให้เซลล์เป้าหมายถูกลบออกจากสภาพแวดล้อมก่อนจึงจะสามารถวิเคราะห์ได้ การทำเช่นนี้จะทำลายข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับการเชื่อมต่อเนื้อหาในเซลล์ และกระบวนการนี้มักจะฆ่าเซลล์ด้วย เทคนิคดังกล่าวจึงเป็นเพียงภาพรวมของโปรไฟล์การถอดรหัสของเซลล์ ณ เวลาที่กำหนด และไม่สามารถให้ข้อมูลแบบไดนามิก เช่น การเปลี่ยนแปลงระดับโมเลกุลในเซลล์เมื่อเกิดขึ้น
เทคนิคแบบไม่ทำลายทีมที่นำโดยJoshua EdelและAlex Ivanovจาก Imperial College London ได้พัฒนาเทคนิคที่เอาชนะปัญหานี้ “แหนบนาโนของเราสามารถแยกโมเลกุลเดี่ยวออกจากเซลล์ที่มีชีวิตได้แบบเรียลไทม์โดยไม่ทำลายพวกมัน” เอเดลอธิบาย “เราสามารถแยกส่วนต่างๆ ได้หลายส่วนจากส่วนต่างๆ ของเซลล์ รวมทั้งไมโทคอนเดรียจากร่างกายของเซลล์ RNA จากจุดต่างๆ ในไซโตพลาสซึม และแม้กระทั่งดีเอ็นเอจากนิวเคลียสของเซลล์”
นักวิจัยสร้างแหนบนาโนโดยฝากคาร์บอนไว้ที่ปลายเส้นเลือดฝอยแก้วสองห้องที่แหลมคมเพื่อสร้างอิเล็กโทรดคู่หนึ่งที่มีช่องว่างฉนวน 10 ถึง 20 นาโนเมตรระหว่างพวกเขา ด้วยการใช้แรงดันไฟฟ้ากระแสสลับระหว่างอิเล็กโทรด เป็นไปได้ที่จะสร้างสนามไฟฟ้าที่ทรงพลังและมีการแปลเป็นภาษาท้องถิ่นสูงที่ส่วนปลายของแหนบนาโนที่สามารถใช้เพื่อดักจับและแยกเอนทิตีออกจากเซลล์ที่มีชีวิตด้วยความแม่นยำของโมเลกุลเดี่ยว
เทคนิคนี้ใช้ได้ผลเนื่องจากผลกระทบ
ที่เรียกว่าไดอิเล็กโตรโฟรีซิส และสามารถทำให้เราเข้าใจกระบวนการของเซลล์ได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น ค้นหาสาเหตุที่เซลล์ประเภทเดียวกันแตกต่างกันมาก” สมาชิกในทีมBinoy กล่าว เปาโล นา ทัปปุรัมและเปาโล คาดินู “ตัวอย่างเช่น เซลล์ประสาทต้องการพลังงานจำนวนมากในการส่งสัญญาณ ดังนั้นจึงมีไมโตคอนเดรียจำนวนมาก (ซึ่งเป็น “แหล่งพลังงาน” ของเซลล์ที่มีชีวิต) การเพิ่มหรือลบไมโทคอนเดรียออกจากเซลล์ประสาทแต่ละเซลล์ เราสามารถอธิบายบทบาทของพวกมันได้ดีขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในโรคทางระบบประสาท”
การทดสอบแหนบนาโนนักวิจัยได้ทดสอบแหนบนาโนโดยใช้พวกมันเพื่อดักจับและแยกโมเลกุลโปรตีนขนาดเล็กและ DNA เดี่ยวออกจากสารละลายที่เป็นน้ำ พวกเขายังใช้พวกมันเพื่อทำ “การตรวจชิ้นเนื้อเซลล์เดียว” และดึง DNA โดยตรงจากนิวเคลียสของเซลล์ osteosarcoma ของมนุษย์และเซลล์บุผนังหลอดเลือดแดงในปอดของมนุษย์ปฐมภูมิ พวกเขายังประสบความสำเร็จในการสกัด RNA จากไซโตพลาสซึมของเซลล์เหล่านี้เพื่อการวิเคราะห์จีโนมในภายหลัง
และนั่นไม่ใช่ทั้งหมด: นักวิจัยแสดงให้เห็นว่าแหนบนาโนสามารถใช้เพื่อจัดการกับออร์แกเนลล์เดี่ยวได้เช่นกัน โดยการดักจับและแยกไมโทคอนเดรียเดี่ยวออกจากเซลล์ประสาทฮิปโปแคมปัสของหนู Plasmonic tweezer array ดักจับอนุภาคขนาดเล็ก
ช่วยสร้าง Human Cell Atlas
“แหนบเหล่านี้เป็นเครื่องมือใหม่ที่มีประสิทธิภาพในการโต้ตอบกับเซลล์เดี่ยวและส่วนประกอบต่างๆ และมีความละเอียดเชิงพื้นที่อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน พวกมันบอกกับPhysics World “ตัวอย่างเช่น การตรวจสอบเซลล์ในช่วงเวลาหนึ่ง และทำการตรวจชิ้นเนื้อหลายชิ้นที่จุดต่างๆ ในสถานที่ต่างๆ อาจช่วยให้เราเข้าใจได้ดีขึ้นว่าเซลล์ตอบสนองต่อสิ่งเร้าภายนอกและกระบวนการของเซลล์ที่เกี่ยวข้องกับเส้นทางการส่งสัญญาณที่แตกต่างกันอย่างไร”
ทีมงานรายงานการทำงานในNature Nanotechnology 10.1038 / s41565-018-0315-8กล่าวว่าขณะนี้กำลังยุ่งอยู่กับการรวม nanotweezers เข้ากับเทคนิคการตรวจสอบการสแกนแบบต่างๆ Nadappuram และ Cadinu กล่าวว่า “สิ่งนี้จะช่วยให้สามารถหาปริมาณการแสดงออกของยีนเดี่ยวในเชิงพื้นที่และชั่วคราวและทำความเข้าใจบทบาทของออร์แกเนลล์ต่างๆ ในการทำงานของเซลล์ “ในที่สุดเทคนิคนี้สามารถช่วยในการสร้าง Human Cell Atlas ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อสร้างแผนที่อ้างอิงของเซลล์มนุษย์ทั้งหมด”
ในกรณีศึกษาของรัฐแคลิฟอร์เนีย รายงาน SEI ชี้ไปที่มติโดย คณะกรรมการทรัพยากรทางอากาศ ของรัฐใน การ “ประเมินและสำรวจ” เพื่อลดการผลิตปิโตรเลียมส่งเสริมความยุติธรรมด้านสิ่งแวดล้อม พบว่าการเลิกใช้น้ำมันในแคลิฟอร์เนียจะลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกทั่วโลกได้ในปริมาณที่พอๆ กับนโยบายด้านสภาพอากาศอื่นๆ ที่รัฐวางแผนไว้ในปัจจุบัน และเนื่องจากการขุดเจาะน้ำมันส่วนใหญ่เกิดขึ้นในชุมชนที่เปราะบางต่อมลภาวะ การเลิกจ้างจึงมีประโยชน์ด้านความยุติธรรมด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญเช่นกัน
Peter Erickson นักวิทยาศาสตร์อาวุโสของ SEI หัวหน้าทีมวิจัยกล่าวว่า “การค่อยๆ ยุติการผลิตน้ำมันเป็นแนวทางที่เหมาะสมในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก “แคลิฟอร์เนียเป็นหนึ่งในรัฐที่ผลิตน้ำมันชั้นนำในสหรัฐอเมริกา แต่ก็เป็นผู้นำด้านสภาพอากาศด้วย การจำกัดการผลิตน้ำมันจะช่วยเสริมนโยบายเรือธงของรัฐ เช่น มาตรฐานที่เข้มแข็งขึ้นสำหรับพลังงานสะอาดหรือประสิทธิภาพการใช้พลังงาน”
บทเรียนของการศึกษานี้นำไปใช้กับรัฐอื่นด้วย สรุปได้ว่ารัฐบาลที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อแสดงความเป็นผู้นำและบรรลุ เป้าหมายในข้อตกลงปารีส มี “ตัวเลือกนโยบายจำนวนหนึ่งที่สามารถจำกัดการผลิตน้ำมันและเชื้อเพลิงฟอสซิลอื่น ๆ ในอนาคต ในขณะที่ปล่อยมลพิษทั่วโลกที่สำคัญและผลประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น”
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>สล็อตแตกง่าย
