เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง เอกซ์เรย์อิเล็กตรอน-อิเล็กตรอนเผยให้เห็นว่าทำไมเซลล์ปกติจึงเกาะติดและเซลล์มะเร็งไม่ติด

เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง นักวิทยาศาสตร์ในออสเตรเลียได้ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบใช้ความเย็นเพื่อศึกษาโครงสร้างของสายโซ่สมอโปรตีนที่ยึดเซลล์ต่างๆ ไว้ในร่างกายมนุษย์ โครงสร้างขนาดเล็กมากเหล่านี้ ซึ่งมีความกว้าง 1/10,000 เท่าของเส้นผมมนุษย์ ช่วยให้เซลล์ดึงและผลักดันสภาพแวดล้อม และมีความสำคัญต่อการย้ายเซลล์ เซลล์มะเร็งบางชนิด – มีสมอโซ่น้อยกว่า – สามารถหลุดออกจากสิ่งแวดล้อมและเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระทั่วร่างกาย 

ซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าการแพร่กระจาย 

จำนวนและการกระจายของจุดยึดเหล่านี้สามารถใช้เพื่อตรวจหาว่าเซลล์มะเร็งมีแนวโน้มที่จะแพร่กระจายหรือไม่ นักวิจัยนำโดยPeter GunningและEdna Hardemanจาก University of New South Wales Sydney กล่าวถึงการค้นพบของพวกเขาในNature Materials

เซลล์ส่วนใหญ่ในร่างกายมนุษย์ติดอยู่กับเมทริกซ์นอกเซลล์ ซึ่งเป็นโครงโปรตีนที่ทำให้ร่างกายมีโครงสร้าง ผ่านทางลิงก์เล็กๆ ที่เรียกว่า “การยึดเกาะโฟกัส” มอเตอร์ขนาดเล็กมากเคลื่อนที่ไปตามเส้นใยที่ยึดติดกับการยึดเกาะเหล่านี้ และช่วยให้เซลล์สัมผัสได้ถึงความแข็งของเมทริกซ์ที่อยู่รายรอบ ภายใต้สภาวะตึงที่เหมาะสม เซลล์ปกติจะเพิ่มจำนวนขึ้น หรือมิฉะนั้นพวกเขาจะเสียชีวิตตามโปรแกรม

อย่างไรก็ตาม เซลล์มะเร็งเป็นที่ทราบกันดีว่าสามารถหลบเลี่ยงการเสียชีวิตตามโปรแกรมได้ แต่แทนที่จะขยายและแพร่กระจายไปทั่วร่างกาย

“เราได้ระบุโปรตีนที่จำเป็นต่อการทำงานของสิ่งที่แนบมาเหล่านี้” 

Maria Lastra Cagigasผู้เขียนคนแรกของการศึกษาอธิบาย “ถ้าสิ่งที่แนบมาเหล่านี้ล้มเหลว เซลล์อาจมีแนวโน้มที่จะเคลื่อนไหวและบุกรุกเนื้อเยื่อ เช่น มะเร็ง”

การใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเย็นพิเศษ Lastra Cagigas และผู้เขียนร่วมได้เปรียบเทียบการมีอยู่และการกระจายของโปรตีน tropomyosin หลายรูปแบบซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญของสายโซ่สมอเหล่านี้ในเซลล์เมาส์ที่มีสุขภาพดีและเซลล์มะเร็งในมนุษย์

Maria Lastra Cagigas การติดแท็ก tropomyosin ด้วยโมเลกุลเรืองแสง พวกเขาถ่ายภาพเซลล์ประเภทต่าง ๆ จากมุมมองที่ต่างกันโดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนและรวมสแน็ปช็อตเหล่านี้เป็นภาพ 3 มิติของเซลล์

นักวิจัยพบว่าสายโปรตีนยาวประกอบด้วย tropomyosin และ actin วิ่งจากจุดศูนย์กลางของเซลล์ไปยังขอบซึ่งมีการยึดเกาะโฟกัสอยู่ เซลล์มะเร็งมีการยึดเกาะที่จุดโฟกัสน้อยกว่า และสายโปรตีนก็อยู่ห่างกันมากกว่าในเซลล์ปกติ เมื่อนักวิจัยนำ tropomyosin กลับเข้าไปในเซลล์มะเร็ง พวกเขาพบว่าเซลล์เหล่านั้นฟื้นคืนจำนวนการยึดเกาะตามปกติ การเพิ่มขึ้นและเพิ่มขึ้นของกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่แข็ง

ผู้เขียนอาวุโส Gunning อธิบายว่านี่เป็นหลักการทางชีวฟิสิกส์พื้นฐานที่ใช้โดยเซลล์ในการแก้ปัญหาเชิงโครงสร้างที่สำคัญในชีววิทยา “สิ่งนี้สอดคล้องกับการตระหนักว่าเซลล์สัตว์ทั้งหมดใช้รูปแบบที่แตกต่างกันของ tropomyosin เพื่อสร้างห่วงโซ่ที่มีคุณสมบัติการทำงานที่แตกต่างกัน ตอนนี้เรากำลังใช้เทคโนโลยีนี้เพื่อให้เห็นภาพว่าส่วนประกอบต่างๆ ของ tropomyosin ประกอบเข้าด้วยกันเป็นสายโซ่เหล่านี้ได้อย่างไร” เขากล่าวกับPhysics World

ในระยะยาว นักวิจัยหวังว่าจะใช้ความเข้าใจในการยึดเกาะ

เฉพาะจุดเพื่อออกแบบยาที่กำหนดเป้าหมายกลุ่ม tropomyosin เหล่านี้ในมะเร็งบางชนิด โดยที่เซลล์สนับสนุนมะเร็งสร้างสิ่งกีดขวางรอบเนื้องอกเพื่อป้องกันมะเร็งจากการรักษาด้วยยาต้านมะเร็ง Gunning และ Hardeman ได้ก่อตั้งบริษัทที่เน้นการพัฒนายาที่กำหนดเป้าหมายไปยัง tropomyosins ที่แตกต่างกัน

เมื่อเส้นใยคาร์บอนถูกทอเป็นแผ่นประสาน วัสดุคอมโพสิตที่ผลิตสามารถแสดงคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่หลากหลาย มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งรวมถึงการป้องกันด้วยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การตรวจจับความเสียหายของโครงสร้างในอาคาร และป้องกันฟ้าผ่า ในการปรับแต่งคอมโพสิตเหล่านี้สำหรับการใช้งานเฉพาะ สิ่งสำคัญคือต้องมีแบบจำลองพฤติกรรมทางไฟฟ้าที่ถูกต้อง อย่างไรก็ตาม โครงสร้างที่ซับซ้อนของวัสดุเหล่านี้ทำให้สิ่งนี้มีความท้าทายอย่างมาก

เส้นใยคาร์บอนวัดเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่ไมครอนและประกอบด้วยกลุ่มเส้นใยคาร์บอนขนาดเล็ก ซึ่งประกอบด้วยแผ่นอะตอมคาร์บอนยู่ยี่ ภายในแผ่นเหล่านี้ พันธะโควาเลนต์ที่แข็งแกร่งระหว่างอะตอมจะเรียงตัวขนานกับแกนของเส้นใย ในมาตราส่วนความยาวที่ยาวกว่า เส้นใยจะถูกยึดเข้าด้วยกันโดยแรงของแวนเดอร์วาลที่อ่อนแอกว่ามาก

ยากที่จะอธิบายลักษณะ

โครงสร้างลำดับชั้นดังกล่าวเป็นเรื่องยากมากที่จะอธิบายลักษณะเฉพาะได้อย่างน่าเชื่อถือ ดังนั้นมัตสึโอะและซอตโตจึงหันไปใช้วิธี “แวน เดอร์ เพาว์” เทคนิคนี้มักใช้ในการวัดความต้านทานของวัสดุ 2D และเกี่ยวข้องกับการวางอิเล็กโทรดสองคู่แยกกันรอบปริมณฑลของตัวอย่าง ในการทดลอง ทั้งคู่เชื่อมต่ออิเล็กโทรดกับชิ้นคาร์บอนไฟเบอร์ 2 มิติ ซึ่งพวกเขาตัดโดยใช้ลำแสงไอออนที่โฟกัส

เมื่อข้ามเส้นผ่านศูนย์กลางของเส้นใยแล้ว ทั้งคู่วัดค่าความต้านทานไฟฟ้ามากกว่าค่าความต้านทานไฟฟ้าประมาณหกเท่าตามความยาวของเส้นใย ซึ่งหมายความว่าวัสดุนั้นเป็นตัวนำไฟฟ้าในทิศทางตามขวางที่แย่กว่าที่เป็นในทิศทางตามยาว ซึ่งเป็นสิ่งที่อาจมีนัยสำคัญต่อการที่กระแสไฟฟ้าเคลื่อนผ่านส่วนประกอบคาร์บอนไฟเบอร์

เส้นใยคาร์บอนแบบมัลติฟังก์ชั่นสามารถเก็บพลังงานไว้ในตัวรถในอนาคตได้  ได้รับความอนุเคราะห์จาก Chalmers University of Technology เส้นใยคาร์บอนแบบมัลติฟังก์ชั่นช่วยให้เก็บพลังงานได้โดยไม่ต้องใช้มวล เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง