|
دانشمندان دانشگاه کالیفرنیای جنوبی برای یک سیستم زیستی از روش
تصویربرداری جدیدی در مقیاس نانو استفاده کرده‌اند که به حل یک معمای قدیمی
در مورد چرخه جهانی نیتروژن و کربن کمک می‌کند.
دستگاه طیف‌سنجی جرمی یون‌های ثانویه در مقیاس نانو (NanoSIMS)، می‌تواند
مقادیر بسیار اندکی از عناصر شیمیایی را اندازه‌گیری و تصویربرداری کند.
کاپون و نلسون از استادان زیست‌شناسی و زمین‌شناسی دانشگاه کالیفرنیا، از
دستگاه NanoSIMS برای پیگیری سیر کربن و نیتروژن درون دو نوع از سلول‌های
موجود در یک موجود زنده که در آب‌های شیرین به نامAnabaena oscillarioides
است، استفاده کردند.
کاپون می‌گوید:« این دستگاه به ما اجازه می‌دهد تا از نزدیک مشاهده کنیم که
چگونه این دو عنصر در این سلول‌ها جمع شده و پیرامون آنها انتقال می‌یابند.
همچنین ما می‌توانیم تا با تفکیک بسیار بالا از عناصر تصویربرداری کنیم.
این موجود زنده هر دو عنصر کربن و نیتروژن را از طریق اتمسفر جذب و تثبیت
می‌کند.
برای چندین دهه، زیست‌شناسان از اینکه چه‌طور این موجود زنده می‌تواند هر
دو عنصر را تثبیت کند شگفت زده بودند؛ زیرا تثبیت کربن با تولید اکسیژن از
طریق فرایند فتوسنتز همراه است، این در حالی است که تثبیت نیتروژن به محیطی
عاری از اکسیژن نیاز دارد.
مطالعات قبلی نشان داده‌اند که برخی از سلول‌های فتوسنتزکننده می‌توانند به
هتروسیست‌ها (واسطه‌هایی با دیواره ضخیم که ضمن فرایند تثبیت نیتروژن
اکسیژن تولید نمی‌کنند) تبدیل شوند.
این محققان با استفاده از NanoSIMS نیتروژن را هنگام تثبیت در هتروسیست‌ها
و انتقال آن به سلول‌های دیگر که نیتروژن برای آنها یک ماده غذایی به حساب
می‌آید ردیابی کردند. آنها همچنین قادر به مشاهده اشتقاقات بودند: با رشد
موجود زنده غلظت نیتروژن در آن به میزانی کمتر از حد آستانه افت می‌کند.
این افت میزان نیتروژن فرآیندی را آغاز می‌کند که طی آن سلول به یک
هتروسیست تبدیل می‌شود.
نلسون معتقد است که NanoSIMS کاربردهای عمومی در زیست‌شناسی و تحقیقات
پزشکی پیدا خواهد کرد.
این فناوری، مشاهداتی از ترکیب شیمیایی در یک دوره زمانی ایجاد می‌کند و
همچون یک میکروسکوپ الکترونی به پژوهشگران اجازه می‌دهد تا تصاویر فیزیکی و
شیمیایی را تحت پوشش قرار دهند.
همچنین می‌توان با استفاده از این فناوری فرایندهایی که درون سلول در حال
رخ دادن است را مشاهده کرد. قابلیت تصویربرداری ساختاری به‌وسیله NanoSIMS
، این امکان را به پژوهشگران می‌دهد تا بر روی عمل متابولیکی در انواع
سلول‌های مجزا، مراحل متفاوت تکامل در سلول‌ها و بررسی سلول‌های سرطانی در
مقابل سلول‌های غیر سرطانی را مطالعه کنند.
|
