การคัดแยกขยะ

จะใช้เครื่องมือทางเคมีแบบเรียลไทม์เพื่อวัดคุณสมบัติทางกายภาพของโครงสร้างภายในเซลล์ในขณะที่ยังมีชีวิตอยู่ได้อย่างไร นี่เป็นหนึ่งในความท้าทายที่ National Center of Competence in Research (NCCR) Chemical Biology ซึ่งกำกับที่ UNIGE ได้พยายามเผชิญหน้าตั้งแต่เปิดตัวในปี 2010 เพื่อช่วยให้บรรลุเป้าหมายนี้ ทีมงานจาก NCCR พัฒนาหัววัดระดับโมเลกุลที่มีความสามารถในการเจาะเซลล์และจับเยื่อหุ้มของออร์แกเนลล์บางชนิด (ไมโตคอนเดรีย, เอนโดพลาสมิกเรติคูลัม, ไลโซโซม ฯลฯ) ซึ่งทำหน้าที่ในส่วนลึกของไซโตพลาสซึม คุณสมบัติพิเศษอย่างหนึ่งของเครื่องมือจุลทรรศน์เหล่านี้คือเครื่องมือเหล่านี้จะเปลี่ยนการเรืองแสงเมื่อถูกบิดเบี้ยวเนื่องจากความตึงของเมมเบรนที่ใส่เข้าไป ถุงขยะ กระบวนการทางสรีรวิทยาแรกที่ทีมวิจัยตัดสินใจศึกษาโดยใช้เครื่องมือใหม่นี้คือการก่อตัวของถุงภายใน (ILVs) ภายในออร์แกเนลล์ซึ่งเป็นเอนโดโซม ILVs เหล่านี้เปรียบได้กับถุง ขยะ ขนาดเล็กที่มีโปรตีนและสารประกอบอื่นๆ ที่จำเป็นต้องผ่านกระบวนการ จากนั้นเอนโดโซมจะขนส่ง ILVs ไปยังไลโซโซม ซึ่งเป็นโรงไฟฟ้าเซลล์สำหรับทำลายและรีไซเคิลของเสียจากเซลล์ จุดมุ่งหมายของการศึกษาในเจนีวาคือเพื่อตรวจสอบว่าการลดลงของความตึงของเยื่อหุ้มเซลล์ของออร์แกเนลล์อาจก่อให้เกิดการก่อตัวของ ILVs หรือไม่ และการจัดเรียงโปรตีนในเซลล์นั้นควบคุมโดยคุณสมบัติทางกายภาพของเมมเบรนหรือไม่ Vincent Mercier นักวิจัยจาก Department of Biochemistry คณะวิทยาศาสตร์ของ UNIGE และผู้เขียนบทความคนแรกกล่าวว่า "เราส่งเซลล์ของเราเข้าสู่การกระแทกแบบไฮเปอร์โทนิก ซึ่งหมายความว่าเราได้เพิ่มความเข้มข้นของตัวถูกละลาย (สารประกอบในสารละลาย) ในสภาพแวดล้อมของพวกมัน" "ในการตอบสนอง เซลล์จะไล่น้ำออกเพื่อปรับสมดุลความเข้มข้นของสารละลายทั้งในและนอกเซลล์ ปริมาตรของน้ำจึงลดลงตามไปด้วย เช่นเดียวกับความตึงเครียดของเยื่อหุ้มเซลล์ เมื่อใช้หัววัด เราสังเกตว่าเยื่อหุ้มของเอนโดโซมคลายตัวในลักษณะเดียวกัน เป็นเยื่อหุ้มเซลล์ทั้งหมด" ยิ่งไปกว่านั้น ความตึงเครียดที่ลดลงนี้มาพร้อมกับการเคลื่อนที่บนพื้นผิวของออร์แกเนลล์ของสารประกอบที่จำเป็นในการสร้างสารเชิงซ้อน (เรียกว่า ESCRT-III) ซึ่งเป็นเครื่องจักรระดับโมเลกุลหลักที่จำเป็นในการผลิต ILVs มีการทดลองที่แตกต่างกันเพื่อเชื่อมโยงสิ่งที่ค้นพบเหล่านี้กับการผลิต ILV จริง การควบคุมความตึงเครียด Aurélien Roux ศาสตราจารย์ภาควิชาชีวเคมีของ UNIGE กล่าวว่า "เรายังเปิดเซลล์ของเราให้สัมผัสกับปัจจัยการเจริญเติบโตของผิวหนัง (EGFs) ซึ่งเราทราบดีว่ากระตุ้นการผลิต ILV หลังจากเกิดปฏิกิริยาต่อเนื่อง" "เมื่อใช้โพรบแบบเดียวกัน เราสามารถคำนวณได้ว่ากระบวนการนี้มาพร้อมกับความตึงของเยื่อออร์แกเนลล์ที่ลดลงด้วย ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับจากความร่วมมือจากสหสาขาวิชาชีพที่รวมเอาทักษะด้านชีววิทยา เคมี และฟิสิกส์ ทำให้เราสรุปได้ว่า ความตึงเครียดของเยื่อหุ้มจะควบคุมการทำงานของออร์แกเนลล์" เป็นข้อสรุปที่สำคัญเนื่องจากการก่อตัวของ ILV จากเยื่อหุ้มของเอนโดโซมเป็นกระบวนการที่จำเป็นสำหรับการทำงานที่เหมาะสมของเซลล์ ในกรณีเฉพาะของการศึกษานี้ เครื่องมือทางชีวกลศาสตร์นี้สามารถใช้เพื่อดักจับและทำลาย EGFs อย่างรวดเร็ว ดังนั้นจึงขัดขวางสัญญาณที่ส่งโดยปัจจัยการเติบโตนี้ก่อนที่มันจะถูกนำไปใช้ การรบกวนกลไกการควบคุมนี้มักเกี่ยวข้องกับการเกิดมะเร็งหรือโรคความเสื่อม