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科學家開發出一種研究細胞的新方法

科學家開發出一種研究細胞的新方法

俄羅斯衛星通訊社

薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國立大學（SSU）的科學家們開發了一種新的光學標籤，它可以在不改變基因組的情況下標記單個細胞。研究人員說，這項發明將使得在幾乎任何實驗室中觀察它們在細胞群中的行為成為可能，並將廣泛應用於治療痴呆、中風、阿爾茨海默病和多種腫瘤。 2023年7月5日, 俄羅斯衛星通訊社

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研究結果發表在《生物光子學雜誌》上。細胞行為的觀察廣泛應用於各種疾病的診斷和治療。例如，大學科學家表示，在個性化醫療中，從患者的組織中取出活細胞，經過處理後回輸體內，以治療神經退行性疾病（痴呆、中風、阿爾茨海默氏症和帕金森氏症）和多種腫瘤。目前單個細胞或其集體行為的變化是借助螢光來追蹤的——螢光是某些化學結構在燈或激光的外部影響下所發出的光。薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國立大學的工作人員們在斯科爾科沃科學技術研究院的參與下，開發出了一種新的非蛋白質標籤，用於研究細胞過程。科學家們說，非蛋白質標籤不需要對基因組進行干預，它可以更好地保留自己的特性，並且有助於在幾乎任何實驗室進行研究。她解釋說，所提出的標籤的基礎是羅丹明B（Rhodamine B），它能夠在強烈激光輻射的影響下不可逆地改變自己的顏色。染料本身可以自由地“粘附”在細胞膜上，並使附近的所有細胞發光。為了使其僅定位在有需要的細胞上，羅丹明B被放置在聚合物微容器中。她介紹說，在暴露於光線之前，羅丹明B會發出橙色範圍內的螢光，並具有明亮的粉紅色，而在暴露於激光之後，顏色會發生變化，光譜會移至綠色區域。因此，帶有“轉換”標籤的細胞很容易與未受輻射的細胞分開。為了“切換”螢光顏色，可以將細胞暴露於波長為532 nm的激光，該激光通常用於在所有分子生物學和醫學實驗室中進行分析。科學家們認為，這使得追蹤標記細胞的過程變得更容易。科學家們解釋說，新技術是現有生物標籤的替代品。現在，人們正在通過創建轉基因細胞系和產生螢光蛋白的活生物體來開發光學標籤。她強調，質粒或病毒可以整合到細胞基因組的任何部分，這可能導致細胞功能的破壞。德米娜補充說，根據蛋白質標記的結構，需要選擇合適的、個體特性的激光來激發分子的光信號，以便讓它具有足夠的強度。隨著時間的推移，這樣的標籤會“燒壞”，並且由於遞降過程和細胞分裂，它的光芒也會消失。這位科學家指出，在所提出的研究成果中，不存在這些缺點。她說，進一步的研究將帶來新技術的更多優勢。德米娜總結道：“現階段，我們正在研究光轉化的機制、性質和光化學。瞭解這種獨特的現象將有助於我們擴大所使用染料的範圍並創建多色細胞標籤。”這項工作是在俄羅斯科學基金會（撥款號22-23-00313）的支持下完成的。薩拉托夫車爾尼雪夫斯基國立大學是俄羅斯國家大學支持計劃“優先-2030”（Priority-2030）的參與院校。

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