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

 

Наносердце
Наносердце

Светодиодные технологии и оптоэлектроника: магистратура на стыке образования и индустрии
Открыт набор на первую в России индустриальную программу «Светодиодные технологии и оптоэлектроника» Университета ИТМО

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

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!



 
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.