Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Изображения СЭМ клеток печени мыши в процессе поглощения многостенной углеродной нанотрубки с закрытым концом. Шкала 300 нм.

Рисунок 2. То же для золотых нанонитей и мезотелиальных клеток.

Рисунок 3. Компьютерная симуляция погружения многостенной закрытой углеродной нанотрубки в клеточную мембрану.

Нанотрубки входят перпендикулярно

Ключевые слова:  нанотрубки, фагоцитоз, цитотоксичность

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

22 января 2012

Одноразмерные наноструктуры, такие как нанотрубки, золотые нанонити или асбестовые волокна, могут оказывать токсическое действие на живые клетки. Ученые связывают это с неполным поглощением клетками столь длинных наночастиц. У некоторых типов клеток существуют специальные рецепторы, при помощи которых они распознают частицы для фагоцитирования. В человеческом организме этим занимаются, прежде всего, специализированные фаготицирующие клетки - макрофаги; но и у других типов клеток существуют подобные рецепторы: например, у клеток печени, соединительной ткани, эпителия лёгких. Чужеродные частицы размерами около 50-100 нм, попавшие в организм, в норме распознаются и фагоцитируются такими клетками; при этом частицы окружаются мембраной и погружаются в цитозоль, формируя мембранные пузырьки - эндосомы. Со временем эндосомы созревают и превращаются в лизосомы - мембранные пузырьки с набором разрушающих ферментов внутри. Отгороженные от цитозоля мембраной, эти ферменты не могут нанести вреда клетке, но зато разрушают поглощенную частицу.

При неполном фагоцитозе этот процесс нарушается: формирование эндосомы еще не завершено, а на поглощенном конце нанотрубки или волокна уже идет формирование лизосомы с накоплением соответствующих ферментов. В итоге эти ферменты высвобождаются наружу, вызывая воспалительный ответ в окружающих тканях и провоцируя апоптоз незадачливых клеток.

Зачем же клетки вообще пытаются фаготицировать то, с чем они не в состоянии справиться? Ответ на этот вопрос предложила группа ученых из США. Они заметили, что помещенные на поверхность клеток печени мыши многостенные углеродные нанотрубки с закрытым концом входят в клетку под прямым или близким к прямому углом (рис. 1). Мало того, если трубки нанесены на поверхность клеточной мембраны длинной стороной, то при поглощении они все равно стремятся развернуться перпендикулярно мембране!

Ученые предположили, что это связано с минимизацией энергии упругой деформации мембраны. Для проверки этого предположения они воспользовались методом молекулярной динамики (компьютерной симуляции) и смоделировали процесс погружения закрытой с торца нанотрубки в липидную мембрану, содержащую рецепторы для связывания частиц. Как видно из рисунка 3, нанотрубка действительно стремится развернуться перпендикулярно мембране.

Теперь понятно, почему клетки вообще берутся за непосильную для них задачу. Нанотрубка с торца выглядит неотличимо от более короткой частицы, и клетки попросту не знают, за что берутся.

Работа «Cell entry of one-dimensional nanomaterials occurs by tip recognition and rotation» опубликована в Nature Nanotechnology.


Источник: Nature



Комментарии
Владимир Владимирович, 22 января 2012 01:59 
g e n, 23 января 2012 19:14 
Не убедили. Среди тысяч супермикрофотографий можно найти всё, что хочешь.
Палии Наталия Алексеевна, 24 января 2012 16:16 
интересно
Абсолютно не понятно.Если клетка "хочет" притянуть нанотрубку, то выгодно "боком". Если клетка "хочет" чтобы нанотрубка ее проткнула, то выгодно перпендикулярно. Это все к тому, как устроить взаимодействие клетки и нанотрубки.
Трусов Л. А., 29 января 2012 22:49 
считается, что клетка не может хотеть даже в кавычках. или придётся также обсуждать, чего желает нанотрубка.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

покрытие Ni + Fe
покрытие Ni + Fe

Конкурс «Элементы и Люди» в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов
РХТУ им. Д.И. Менделеева, Российское химическое общество имени Д.И. Менделеева, МГУ имени М.В. Ломоносова приглашают к участию в конкурсе, посвященном 150-летнему юбилею Периодической таблицы химических элементов Менделеева. Участвовать могут школьники, студенты, молодые ученые и специалисты.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Нитрид-борные нанокомпозиты для доставки лекарств. 2D наноматериалы помогут создать портативную искусственную почку. Обзор по cтрейнтронике. Доставка лекарств с помощью борнитридных фуллеренов. Речные фуллерены. Научный хит-парад 2018 по версии APS

Лекция Константина Севернинова: от бактериального иммунитета к геномному редактированию
20 декабря состоялась лекция молекулярного биолога, профессора Константина Северинова.
На лекции обсуждались вопросы: какова природа генетических болезней, и сможем ли мы лечить их в ближайшем будущем; что такое система CRISPR-Cas, и как бактерии используют её для борьбы с вирусами, и как изучение этого необычного механизма привело к созданию мощного инструмента геномного редактирования.

Почувствовать живое...
Е.А.Гудилин, А.А.Семенова, Н.А.Браже
Неразрушающее исследование живых клеток и клеточных структур является в настоящее время важным направлением научных изысканий, которые во многих зарубежных и российских научных группах направлены на достижение вполне прагматической цели – разработку новых принципов биомедицинской диагностики и эффективных подходов в нарождающейся персональной медицине.

Российская газета: Перевернуть пирамиду. Президент РАН: как повысить наши шансы на Нобеля
Юрий Медведев
Почему Россия по числу Нобелей отстает от ведущих стран мира, уступая, например, даже маленькой Швейцарии? Замалчиваются ли достижения отечественных ученых? Почему без привлечения в науку российского бизнеса мы не сможем успешно конкурировать в борьбе за престижную научную премию? Об этом корреспондент "РГ" беседует с президентом РАН Александром Сергеевым, который побывал в Стокгольме на вручении Нобелевских премий и поделился своими впечатлениями.

Эффект лотоса
Никельшпарг Эвелина Ильинична
Кратко и поэтично об одном из самых известных эффектов, который так любят школьники и участники наноолимпиады - об эффекте лотоса...

Инновационные системы: достижения и проблемы
Олег Фиговский, Валерий Гумаров

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.