تحریک کنترل شده سلولی با استفاده میدان مغناطیسی

محققان دانشگاه کالیفرنیا با استفاده از نانوذرات مغناطیسی نشان دادند که چگونه می‌توان تقسیم سلولی هزاران سلول را دستکاری کرد. از این ابزار جدید می‌توان در توسعه زیست شناسی استفاده کرد. برای مثال می‌توان فهمید که چگونه بافت‌ها توسعه پیدا کرده و یا چگونه سلول‌های سرطانی به بافت‌های اطراف خود حمله می‌کنند. این گروه تحقیقاتی نتایج یافته‌های خود را در نشریهNature Methods به چاپ رسانده‌اند.

محققان دانشگاه کالیفرنیا با استفاده از
نانوذرات مغناطیسی نشان دادند که چگونه می‌توان تقسیم سلولی هزاران سلول را
دستکاری کرد. از این ابزار جدید می‌توان در توسعه زیست شناسی استفاده کرد.
برای مثال می‌توان فهمید که چگونه بافت‌ها توسعه پیدا کرده و یا چگونه سلول‌های
سرطانی به بافت‌های اطراف خود حمله می‌کنند. این گروه تحقیقاتی نتایج یافته‌های
خود را در نشریهNature Methods به چاپ رسانده‌اند.
 
 
یک سلول مانند ماشین زیستی پیچیده عمل می‌کند
که یک سری ورودی و یک سری محصول خروجی دارد. این محصول می‌تواند رشد، حرکت،
تکثیر و تولید مولکول باشد. صرف نظر از نوع ورودی، سلول‌های به‌شدت به این
که ورودی از کجا به آن وارد می‌شود حساسیت نشان می‌دهند. به‌طوری که سیگنال‌های
زیست‌شیمیایی اگر از بخش‌های مختلف وارد شود نتایج متفاوتی در پی دارد.

درک موقعیت سیگنال‌ها چالش بزرگی محسوب می‌شود زیرا دانشمندان فاقد ابزار
مناسب با قدرت تفکیک لازم جهت کنترل این سیگنال‌ها هستند. اگر از ابزاری
برای این کار استفاده شود، دخالت ابزار موجب بروز اختلال در عملکرد سلول می‌شود
از سوی دیگر سلول‌های مختلف به این دخالت پاسخ متفاوتی می‌دهند.

برای حل این مشکل، محققان از نانوذرات مغناطیسی درون سلول استفاده کردند.
این نانوذرات یک سیگنال مکانیکی ایجاد می‌کند که موجب پاسخ‌دهی سلول می‌شود.
با مشخص کردن این پاسخ، می‌توان هزاران سیگنال سلولی با شکل مختلف را با
استفاده از تحریک نانوذرات ایجاد کرد. در نهایت پژوهشگران با استفاده از
میانگین‌گیری می‌توانند به‌صورت خودکار این پاسخ‌های سلولی را مشخص کنند.

اولین چالش محققان، حرکت دادن این نانوذرات درون سلول است زیرا محیط سلول
بسیار ویسکوز است. برای حل این مشکل محققان از مواد فرومغناطیس استفاده
کردند که می‌توان خواص مغناطیسی آن را خاموش و روشن کرد. برای این کار آنها
از یک شبکه کوچک از بلوک‌های فرومغناطیس استفاده کردند که روی سطح یک شیشه
میکرومقیاس قرار دارد. چیدمان این بلوک‌ها به‌گونه‌ای است که سلول‌های
منفرد را می‌توان در کنار این بلوک‌ها قرار داد به شکلی که یک سری پروتئین
مشخص به سطح سلول چسبیده باشد.

زمانی که میدان مغناطیسی اعمال شود، بلوک‌ها خاصیت مغناطیسی پیدا کرده و به
سلول‌ها در یک جهت مشخص فشار وارد می‌کند. با این کار می‌توان نوع فشار و
مقدار آن را روی هر سلول به‌راحتی تعیین کنند. نتایج این پروژه نشان داد که
سلول‌ها به فشار وارد شده به گونه‌های مختلف پاسخ می‌دهند.