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Nature Methods:轰开大门,把大分子送入细胞

标签:BLAST
摘要 : 加州大学研究团队开发了一个能够将大颗粒快速送入细胞的高通量平台,这一成果发表在四月六日的Nature Methods杂志上。这一技术可以帮助科学家们更好的研究疾病,捕捉细胞内部图像,推动医学和生物学研究的发展。

 加州大学研究团队开发了一个能够将大颗粒快速送入细胞的高通量平台,这一成果发表在四月六日的Nature Methods杂志上。这一技术可以帮助科学家们更好的研究疾病,捕捉细胞内部图像,推动医学和生物学研究的发展。

研究人员将自己开发的装置命名为BLAST(biophotonic laser-assisted surgery tool),这是一个高效的自动化工具,能够将纳米颗粒、酶、抗体、细菌和其他大颗粒快速送入哺乳动物细胞。BLAST的递送速度可以达到100,000个细胞/分钟,而现有技术的速度只有1个细胞/分钟。

在此之前,微吸管(micropipettes)1微米大小的颗粒进入细胞的唯一途径,速度比较慢。进入细胞的其他途径(比如病毒载体或者化学方法)只能用于小分子,一般只有几纳米。

BLAST是一种特殊的硅片,上面排列着一系列微米大小的孔洞。这些孔洞围有半圆形的钛涂层,下方是含有大颗粒的液体。

研究人员用激光脉冲加热钛涂层,接近细胞的水层立刻沸腾,形成气泡在细胞膜附近炸裂,造成较大的裂口(这个反应只有百万分之一秒)。这时,含有大颗粒的液体挤进细胞,随后膜重新密封起来。研究显示,激光在十秒内就能扫描整个硅片。

细胞膜切开的速度和精确性,是这一技术成功的关键。你切得越快,细胞膜受到的扰动就越少,领导这项研究的副教授Pei-Yu Chiou说。(延伸阅读:新技术巡礼:进入细胞的别样途径)

这个装置让人们可以挑战此前不可能完成的任务。举例来说,BLAST可以将线粒体送入细胞,改变细胞的代谢情况,有助于研究线粒体DNA突变引发的疾病。BLAST还可以帮助人们分析与病原体生活循环有关的基因,理解其入侵细胞的过程,以及细胞的防御机制。这类研究可以为人们提供病原体与宿主互作的宝贵信息,鉴定新靶标以便开发新的药物,文章的共同作者Dr. Michael Teitell说。

“BLAST可以让你不再纠结颗粒的大小或者类型,它们全都可以很容易的进入细胞,”Chiou说。由于这个装置可以一次递送100,000个细胞,你只需要一个芯片就能获得足够的数据,对细胞应答进行统计学分析。

 原文标题:Local BMP receptor activation at adherens junctions in the Drosophila germline stem cell niche

原文摘要:According to the stem cell niche synapse hypothesis postulated for the mammalian haematopoietic system, spatial specificity of niche signals is maximized by subcellularly restricting signalling to cadherin-based adherens junctions between individual niche and stem cells. However, such a synapse has never been observed directly, in part, because tools to detect active growth factor receptors with subcellular resolution were not available. Here we describe a novel fluorescence-based reporter that directly visualizes bone morphogenetic protein (BMP) receptor activation and show that in the Drosophila testis a BMP niche signal is transmitted preferentially at adherens junctions between hub and germline stem cells, resembling the proposed synapse organization. Ligand secretion involves the exocyst complex and the Rap activator Gef26, both of which are also required for Cadherin trafficking towards adherens junctions. We, therefore, propose that local generation of the BMP signal is achieved through shared use of the Cadherin transport machinery.

来源: Nature Methods 浏览次数:0

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