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开发用于研究单细胞伤口修复的细胞断头台

导读 在马萨诸塞州伍兹霍尔海洋生物实验室进行研究时,Sindy Tang了解到了一种非凡的生物:Stentor coeruleus。它是一个单细胞,自由生活的淡...

在马萨诸塞州伍兹霍尔海洋生物实验室进行研究时,Sindy Tang了解到了一种非凡的生物:Stentor coeruleus。它是一个单细胞,自由生活的淡水生物,形状像小号,大到可以用肉眼看到。而且,令唐的惊讶,如果减少一半,它可以治愈自己成为两个健康的细胞。

汤姆是斯坦福大学机械工程助理教授,她立刻就知道她必须学习这种令人难以置信的能力。“这是制作自我修复材料和机器的工程圣杯之一,”她说。“单个细胞类似于宇宙飞船 - 两者都必须弄清楚如何在没有任何外界帮助的情况下修复损伤。”

但在他们能够追求圣杯之前,唐和其他研究人员需要一种方法来有效地将细胞分成两部分 - 传统方法每个细胞需要三分钟,他们需要数百个实验。为此,他们开发了一种新工具,基本上是用于细胞的装配线断头台。该装置在6月27日的“美国国家科学院院刊”上详细介绍,将一排细胞沿着一条狭窄的通道推到一个尖刀刀上,刀片将细胞均匀地切成两半。这种断头台切割Stentor细胞的速度比以前的方法快200倍,具有相似的存活率。

除了促进自我修复材料的发展,能够有效地研究细胞愈合最终可以帮助科学家研究和治疗与细胞再生相关的各种人类疾病,如癌症和神经退行性疾病,研究生Lucas Blauch说。在唐实验室和该研究的主要作者。

在Tang的细胞断头台之前,希望研究Stentor的科学家不得不使用玻璃针在显微镜下手工切片。

“如果你擅长的话,手工切割一个细胞需要大约3分钟,即使你擅长它,也不能总是将细胞切成两半。这种方法100多年来没有改变,“布劳赫说。“我们知道,我们实验室在微流体技​​术方面的专业知识将使我们能够更快地创建一种设备。”

使用百年历史的切割方法,研究人员需要花费5个小时来切割100个细胞,并且当它们完成时,他们首先切割的细胞将很好地进行愈合。Tang的断头台可以在2分钟内切割出150个细胞,切割在修复过程中更加标准化和同步化。他们通过创建一个扩展版本的工具来实现这一速度,该工具具有八个相同的并行通道,可以同时运行。

现在,唐说,她的小组已经准备好研究细胞是如何愈合的。“从工程的角度来看,我们希望能够从我们的研究中提取基本原理,并将它们应用于工程设计,以制造自我修复的材料和机器,”她说。

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