Исследователи изучают реакцию клеточного ядра с помощью техники игольчатого наконечника

Новая работа, опубликованная в журнале Small, посвящена диагностике заболеваний, таких как остеоартрит, в мягких тканях. Исследование проведено в лаборатории Neu, где изучают биомеханическую связь между клетками и тканями для понимания развития тканей и патологий.

Суть работы и результаты

• Цель: Понимание патологии тканей на разных масштабах, особенно того, как изменения в тканях передаются в клеточное ядро, где находится ДНК. Это поможет в разработке методов регенеративной медицины.
• Метод: Разработана экспериментальная техника для прямого исследования механических свойств ядра с помощью очень маленькой иглы (атомно-силовая микроскопия, AFM). Её совместили с флуоресцентной микроскопией, чтобы измерять жесткость ядра, клетки и окружающего матрикса, не нарушая их взаимодействий.
• Ключевое открытие: Ядро хрящевой клетки становится менее жестким, когда естественная тканевая среда хряща разрушается ферментами. Ядро может менять свои физические свойства, чтобы соответствовать окружающей ткани, возможно, для поддержания гомеостаза или контроля активации генов в ответ на стимулы.
• Значение: Ядро обычно не считается динамической структурой, поэтому эти находки особенно интересны и важны для научного сообщества.

Контекст и сложности

• Междисциплинарность: В лаборатории Neu исследователи с разным бэкграундом (физика, инженерия) подходят к биологическим вопросам с новой перспективы.
• Техническая сложность: Сбор данных был крайне сложным — необходимо было точно «тыкать» наноразмерной иглой в ядро живой клетки в кусочке живой ткани.
• Вызовы области: Исследования в области механической биологии ядра сложны, так как эта область только развивает новые методы для изучения механических свойств ядра и понимания их последствий.

Будущие направления

Данное исследование — лишь начало в изучении функции и патологии тканей на множестве масштабов. Главное преимущество новой техники AFM с игольчатым наконечником в том, что её можно использовать для получения информации о механизмах работы ядра во время развития ткани, болезни и регенерации.