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单细胞“最后一口气息”的电当量(图)
【字体: 】  www.ebiotrade.com  时间:2007年04月17日    来源:生物通
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摘要: 生物通报道:研究人员检测到活细胞最后“一次呼吸”的电当量(electrical equivalent),朝弄清细胞“心跳”和检测药效更近一步。

生物通报道:研究人员检测到活细胞最后“一次呼吸”的电当量(electrical equivalent),朝弄清细胞“心跳”和检测药效更近一步。

为了维持细胞活性,细胞膜需要传递带电粒子——离子。原则上讲,只要仪器足够敏感,就能检测到这种离子流产生的电流,掌握这种电活性就能够绘制一种表示细胞“细胞心电图”。于是,曼彻斯特大学Andre Geim教授与其同事在英国工程和自然科学研究委员会(EPSRC)资助下,对细胞的“心跳”首次进行了测量。

Geim博士说:“一旦我们知道了一个细胞平均或通常的电活性型式,我们就能够观察不同药物的作用机制。”这可以在对药物进行临床检测和动物实验之前,进行一场早期安全演习了。另外,电活性检测可用于监测环境中微生物污染。             

             

            光学显微镜下,在微型监测器上的酵母细胞,由于放大率过高图片不是很清楚

为了检测一个细胞的常态活性, Geim等对之前用于检测超导体中弱磁场的仪器进行改良。不幸的是,改良后的仪器灵敏度降低,检测不到酵母细胞的常态活性。这是首次在活细胞上用此技术。

已知酒精能够增加细胞膜的通透性,可能会给出能够检测的到的信号,于是研究人员用酒精刺激细胞反应。这种方法奏效了,在酵母细胞品尝美酒的同时,探针记录了一个电信号。一个醉嗝?Geim博士说:“这可能是行将就木的细胞的最后一口气了。”可能是添加的酒精过量,细胞中毒了。

虽然不是他们所期待的心电图,但这个电信号是从活细胞中检测到的最小信号,比之前检测到的都小100倍。它形成的电流大约只有10个运动电子。这个发现鼓舞了研究小组的信心,他们立志发明出一种测量单细胞“心跳”的敏感度足够高的仪器的。

Geim博士说他们已经对改善监测器在水中的灵敏度有了一些思路,下次将采用活性更高的微生物(如阿米巴虫)。酵母是一种温和的生命,不会产生很多活性。最重要的收获是定义了一个重要目标:如果有人发明出一种敏感度足够的仪器,细胞心跳将不再被视为荒谬或科学虚构的。尽管在物理学家的眼里生命可能是一个运动的离子,即便最原始的生命形式(酵母)在其周围都会有电流,每个人可能对单个细胞的“心跳”都会震惊。

检测人体的电活性已经是研究的比较透彻的一门医疗诊断程序,心电图和脑电图是常见技术。大脑神经元在放电时产生相对高的电压,使监控大脑活性成为可能。“超导体是指低于某个温度时,电阻消失的材料。Geim等改良了仪器,用单个酵母细胞取代超导体,将实验条件从超导体所需的过低温度改变到室温。由于酵母的生存离不开水,研究人员还需要进一步改良仪器,以便能在液体中工作。研究过程被《Engineering and Physical Sciences》以新闻形式发表。(生物通记者 小粥)





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