بالكاد "تشعر" جزيئات البروتين الصغيرة بلزوجة السيتوبلازم أثناء حركتها داخل الخلية. أظهر باحثون من معهد الكيمياء الفيزيائية في الأكاديمية البولندية للعلوم أنه يمكن وصف هذا السلوك بشكل شامل للظواهر المعتمدة على اللزوجة في محاليل من أنواع مختلفة وعلى مقاييس منفصلة. تم استخدام هذا الاكتشاف للدراسات المتعلقة بسيتوبلازم الخلايا السرطانية.
يصف الباحثون، من معهد الكيمياء الفيزيائية في الأكاديمية البولندية للعلوم، التغيرات في اللزوجة بطريقة متسقة فيزيائيا، كما تم قياسها في محاليل مختلفة بواسطة أجهزة كشف بأحجام تتراوح من نانومتر إلى ميكرومتر. ونشرت النتائج في المجلة العلمية نانو رسائل. يقول البروفيسور روبرت هوليست: "لقد قمنا بتحسين صيغنا واستنتاجاتنا السابقة حتى يتم وصف عدد أكبر من الأنظمة بنجاح، بما في ذلك أول وصف على الإطلاق للزوجة السيتوبلازمية في الخلايا السرطانية".
كان أول منشور علمي على الإطلاق يتناول لزوجة أنظمة الموائع المعقدة عبارة عن ورقة بحثية كتبها ألبرت أينشتاين عام 1906. وفي السنوات التالية، ظهرت أدلة مثيرة للاهتمام فيما يتعلق بلزوجة سيتوبلازم الخلايا البيولوجية. يشير هذا الدليل إلى أنه على الرغم من اللزوجة العالية الموجودة في السيتوبلازم، فإن حركة البروتينات الصغيرة فيه عالية - السرعة أعلى بعدة مرات من السرعة المحسوبة.
وتمكن الباحثون من معهد الكيمياء الفيزيائية في الأكاديمية البولندية للعلوم من وصف التغيرات في اللزوجة باستخدام صيغة واحدة تتضمن عدة معاملات ذات خصائص فيزيائية متطابقة. توفر المعاملات وصفًا لكل من الوسط السائل (المملوء، على سبيل المثال، بشبكة من البوليمرات طويلة السلسلة أو المجموعات الجزيئية) وللكاشف (أي جزيء البروتين) الذي يتحرك داخل الوسط. تتمتع الصيغة الجديدة بأهمية عالمية ويمكن استخدامها لأجهزة الكشف بمجموعة من الأحجام، من النانومتر إلى السنتيمترات.
استخدم الباحثون في ورقتهم الصيغة الجديدة لوصف حركة أجزاء الحمض النووي والمواد الأخرى في خلايا الفأر السليمة والخلايا السرطانية البشرية. "لقد تمكنا من إظهار أن لزوجة السائل في الخلية لا تعتمد في الواقع على البنية داخل الخلايا فحسب، بل أيضًا على حجم الكاشف المستخدم في قياسات اللزوجة"، كما يشير أحد شركاء البحث.
قام الباحثون بقياس معامل اللزوجة المحدد، حيث تتحرك البروتينات الأصغر من هذا الطول بحرية في الخلية. بالنسبة للخلايا السليمة كان هذا الحجم 7 نانومتر، وبالنسبة للخلايا السرطانية - 5 نانومتر. هناك معلمة أخرى تؤثر على الحركة وهي نصف القطر الهيدروديناميكي للسائل. هذه المعلمة مهمة نظرًا لأن أجهزة الكشف الأكبر من نصف القطر الهيدروديناميكي تواجه لزوجة عيانية. وقد وجد أنه في الخلايا السرطانية ظهرت اللزوجة العيانية للكاشفات التي يزيد طولها عن 350 نانومتر، بينما في الخلايا السليمة كان الطول 120 نانومتر فقط. يؤكد الباحث الرئيسي: "لقد أدى بحثنا إلى ظهور طريقة مبتكرة لتوصيف بنية الخلية - عن طريق قياس لزوجة السيتوبلازم".
يمكن أن تسمح نتائج البحث للباحثين بتقدير وقت حركة الأدوية التي يتم إدخالها إلى الخلايا بشكل أكثر فعالية، ويمكن تطبيقها أيضًا في مجالات تكنولوجيا النانو، على سبيل المثال، في إنتاج الجسيمات النانوية بمحلول ميسيلار. تعتبر نتائج الأبحاث مهمة أيضًا لطرق القياس المتقدمة، مثل تشتت الضوء الديناميكي، والذي يسمح بفحص معلقات الجزيئات كدالة لحجمها.
تعليقات 2
يوسي، ليس هناك تخطيط في هذه الأمور، بل في الغالب ردود أفعال على الأحداث.
لقد حصلت مؤخرًا على انطباع بأن التركيز على موقع الويب الخاص بك قد تحول من الأخبار العلمية إلى الأخبار "حول العلوم". أود بشدة أن تعود إلى التنسيق السابق.