گروهی از محققان آزمایشگاه ملی لورنس برکلی روش جدیدی برای مطالعه اثر الگوهای فضایی بر رفتار سلول‌های زنده یافته‌اند.
روشی جدید برای الگودهی غشای سلولی
زیست‌شناسی بازی نانومترهاست که در آن اختلاف چند نانومتر تعیین‌کننده
سرنوشت یک سلول است که آیا می‌میرد یا زنده می‌ماند، طبیعی زیست می‌کند یا
تبدیل به سلول سرطانی می‌شود. حال محققان آزمایشگاه ملی لورنس برکلی روش
جدیدی برای مطالعه اثر الگوهای فضایی بر سلول‌های زنده یافته‌اند.
جی گرووز، شیمی‌دان آزمایشگاه برکلی رهبری این مطالعه را بر عهده داشته است؛
در این تحقیق آرایه ثابتی از نانوذرات طلا درون غشاهای سیال دولایه‌ای از
مولکول‌های لیپید قرار داده شده است تا فاصله پروتئین‌ها با سایر مولکول‌های
قرار گرفته روی غشا کنترل شود. این کار فرصت بی‌سابقه‌ای در اختیار محققان
قرار داده است تا اثر الگوهای فضایی مربوط به ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی
سطح غشا را بر رفتار سلول ها بررسی کنند.
گرووز می‌گوید: «اندازه نانوذرت طلا شبیه اندازه مولکول‌های پروتئین است و
همین امر دسترسی ما را به این مقیاس فراهم می‌آورد. در این کار ما با ترکیب
نانوالگوهای ثابت با دولایه‌ای لیپیدی سیال پیشرفت بزرگی در زمینه روش‌های
الگودهی ایجاد کرده‌ایم».
الگودهی فضایی ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی روی غشاهای مصنوعی ساخته شده از دولایه‌ای‌های
لیپیدی یک روش جاافتاده برای مطالعه رفتار سلول‌های زیستی کشت شده به شمار می‌رود.
غشاهای دولایه‌ای لیپیدی طبیعی اطراف تمام سلول‌های زنده و بسیاری از ساختارهای
درون سلولی همچون هسته را احاطه کرده‌اند. این غشاها مانعی ایجاد می‌کنند که جلوی
حرکت پروتئین‌ها و مولکول‌های سلولی دیگر را گرفته، آنها را در جای خود ثابت نگه‌داشته
و از حرکت آنها به مناطقی که به آن تعلق ندارند، جلوگیری می‌کند. تلاش‌های قبلی که
برای الگودهی فضایی غشاهای مصنوعی صورت گرفته است، به صورت صفر یا یک عمل می‌کنند،
یعنی یا به‌صورت کامل جلوی حرکات پروتئین‌ها را روی غشا گرفته و یا امکان حرکت
آزادانه کامل را برای آنها ایجاد می‌کنند.
گرووز یکی از محققان پیشتاز در زمینه تولید غشاهای سنتزی «حمایت‌شده» منحصر به‌فرد
است که با استفاده از لیپیدها و آرایش آنها روی بستری از سیلیکای جامد ایجاد می‌شوند.
او و گروهش با استفاده از این غشاها نشان داده‌اند که سلول های زنده نه تنها از
طریق سیگنال های شیمیایی، بلکه به‌صورت فیزیکی نیز با محیط اطراف خود برهمکنش دارند.
گرووز می‌گوید: «ما روش خود را راهبرد دگرگونی فضایی نامیده‌ایم، زیرا مولکول‌های
یک سلول می‌توانند بدون آنکه سلول هیچگونه تغییر دیگری متحمل شود، به‌صورت فضایی
نوآرایی کنند».
او می‌افزاید: «غشاهای جدید ما یک سطح تماسی ترکیبی را ایجاد می‌کنند که دارای بخش‌های
ثابت و متحرک با هندسه کنترل‌شده هستند. پروتئین‌ها و مولکول‌های دیگر را می‌توان
به بخش لیپیدی سیال، بخش نانوذره‌ای ثابت و یا هر دوی آنها متصل کرد».
جزئیات این کار در مجله Nano Letters منتشر شده است.
