Araştırmacılar Hücrelerdeki Elektriği Ölçmenin Yeni Yöntemini Buldular

Onlarca yıldır organeller (hücrenin içindeki zara sarılı yapılar) ile hücrenin geri kalanı arasındaki voltaj farklarını ölçmek mümkün değildi.

Elektrik, canlı vücutlarda önemli bir bileşendir. Biyolojik sistemlerde voltaj farklılıklarının önemli olduğunu biliyoruz; kalbin atışını hızlandırırlar ve nöronların birbirleriyle iletişim kurmasına izin verirler. UChicago bilim adamları tarafından oluşturulan öncü bir teknoloji, araştırmacıların hücreleri inceleyerek, işlevleri yerine getirmek için kaç farklı organelin voltaj kullandığını görmelerine olanak tanıyor.

Nature Nanotechnology dergisinde yayınlanan makalenin ilk yazarı olan yüksek lisans öğrencisi Anand Saminathan, "Bilim adamları hücreleri boyamak için kullanılan yüklü boyaların mitokondriye yapışacağını uzun zamandır fark etmişlerdi. Ancak canlı hücrelerdeki diğer organellerin zar potansiyelini araştırmak için çok az çalışma yapıldı" dedi.

UChicago'daki Krishnan laboratuvarı, hücrelerin içinde dolaşmak ve neler olup bittiğini rapor etmek için küçük sensörler oluşturma konusunda uzmanlaşmıştır. Böylece araştırmacılar hücrelerin nasıl çalıştığını ve hastalık veya bozukluklarda nasıl parçalandıklarını anlayabilirler. Bilim insanları daha önce, diğerleri arasında nöronları ve lizozomları incelemek için bu tür makineler yapmışlardı. Araştırmacılar bu imkânlarla canlı hücrelerdeki organellerin elektriksel aktivitelerini araştırmak için tekniği kullanmaya karar verdiler.

Nöronların zarlarında, yüklü iyonların hücreye girip çıkması için ağ geçidi görevi gören iyon kanalları, nöronların iletişim kurması için gereklidir. Önceki araştırmalar, organellerin benzer iyon kanallarına sahip olduğunu göstermişti. Ancak hangi rolleri oynadıkları bilinmiyordu.

Araştırmacıların Voltair adlı yeni aracı, bu soruyu daha fazla araştırmayı mümkün kılıyor. Bir hücre içindeki iki farklı alanın voltaj farkını ölçen bir voltmetre olarak çalışır. Voltair, DNA'dan yapılmıştır, yani doğrudan hücreye girebilir ve daha derin yapılara erişebilir. Araştırmacılar, ilk çalışmalarında, bir organel içindeki voltaj ile dışarıdaki voltaj farkı olan membran potansiyellerini aradılar. Daha önce zar potansiyeline sahip olmadığı düşünülen trans-Golgi ağları ve geri dönüşüm endozomları gibi çeşitli organellerde bu tür potansiyellere ilişkin kanıtlar buldular.

Yazarlar, çalışmalarının sadece başlangıç ​​olduğunu söylediler; Voltair, birçok alandaki araştırmacılara asla soramadıkları soruları yanıtlamaları için bir yol sunuyor.