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

 

Волокна SiC на поверхности кремния
Волокна SiC на поверхности кремния

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Пластырь по мотивам колючек кактуса быстро и эффективно собирает капли пота для анализа. Как нож сквозь масло, или секреты резки полимеров. Алмазное стекло из фуллеренов. Есть только миг: метаморфозы антиферромагнитного кристалла в терагерцовом импульсе. Лазерная нарезка струи или оптофлюидный резонанс.

С Новым годом!
Мы надеемся, что Новый год принесет всем удачи, новые достижения, откроет перспективы и сделает мир лучше. Поздравляем всех с Новым годом!

Наносистемы: физика, химия, математика (2021, Т. 12, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume12/12-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Электронные материалы Заочной Научно - Технологической Школы - 2021
А.А.Семенова, Е.А.Гудилин, коллектив авторов
С 15 ноября по 15 декабря 2021 в рамках XVI Всероссийской Олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" проведено подготовительное мероприятие для потенциальных участников Олимпиады - Заочная Научно-Технологическая Школа (ЗНТШ'2021). В этой статье собраны основные факты и сборник электронных материалов ЗНТШ.

Десять лет перовскитной солнечной энергетики
Е.А.Гудилин , Mend Comm, А.Б.Тарасов, Н.Н.Удалова, А.А.Петров, другие авторы
Журнал Mendeleev Communications опубликовал виртуальный специальный выпуск «Ten years of hybrid perovskite photovoltaics and optoelectronics in the mirror of MAPPIC 2020 meeting»

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2021
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 8, 9, 10 и 11 июня 2021 г. Начало защит в 11.00. Защиты пройдут с использованием дистанционных образовательных технологий.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

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.



 
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.