p Ter uma visão interna do centro de uma célula pode ser tão fácil quanto uma picada de agulha, graças aos pesquisadores da Universidade de Illinois que desenvolveram uma agulha minúscula para aplicar uma injeção diretamente no núcleo de uma célula. p Compreender os processos dentro do núcleo de uma célula, que abriga DNA e é o local para transcrever genes, poderia levar a uma maior compreensão da genética e dos fatores que regulam a expressão. Os cientistas usaram proteínas ou corantes para rastrear a atividade no núcleo, mas aqueles podem ser grandes e tendem a ser sensíveis à luz, tornando-os difíceis de usar com técnicas simples de microscopia.

p Os pesquisadores têm explorado uma classe de nanopartículas chamadas pontos quânticos, minúsculas partículas de material semicondutor com apenas algumas moléculas grandes que podem ser usadas para monitorar processos microscópicos e condições celulares. Os pontos quânticos oferecem as vantagens do tamanho pequeno, fluorescência brilhante para fácil rastreamento, e excelente estabilidade à luz.

p "Muitas pessoas dependem de pontos quânticos para monitorar processos biológicos e obter informações sobre o ambiente celular. Mas colocar os pontos quânticos em uma célula para aplicações avançadas é um problema, "disse o professor Min-Feng Yu, professor de ciência mecânica e engenharia.

p Colocar qualquer tipo de molécula no núcleo é ainda mais complicado, porque é cercado por uma membrana adicional que impede a entrada da maioria das moléculas da célula.

p Yu trabalhou com o colega de ciência mecânica e professor de engenharia Ning Wang e o pesquisador de pós-doutorado Kyungsuk Yum para desenvolver uma nanoneira que também servisse como um eletrodo que poderia entregar pontos quânticos diretamente no núcleo de uma célula - especificamente para um local preciso dentro do núcleo. Os pesquisadores podem aprender muito sobre as condições físicas dentro do núcleo, monitorando os pontos quânticos com um microscópio fluorescente padrão.

p “Essa técnica nos permite acessar fisicamente o ambiente interno de uma célula, "Yu disse." É quase como uma ferramenta cirúrgica que nos permite 'operar' dentro da célula. "

p O grupo revestiu um único nanotubo, apenas 50 nanômetros de largura, com uma camada muito fina de ouro, criar uma sonda de eletrodo em nanoescala. Eles então carregaram a agulha com pontos quânticos. Uma pequena carga elétrica libera os pontos quânticos da agulha. Isso fornece um nível de controle não alcançável por outros métodos de entrega molecular, que envolvem difusão gradual por toda a célula e no núcleo.

p "Agora podemos usar o potencial elétrico para controlar a liberação das moléculas anexadas à sonda, "Yu disse." Podemos inserir a nanagulha em um local específico e esperar por um ponto específico em um processo biológico, e, em seguida, libere os pontos quânticos. As técnicas anteriores não podem fazer isso. "

p Porque a agulha é tão pequena, pode perfurar uma célula com o mínimo de interrupção, enquanto outras técnicas de injeção podem ser muito prejudiciais para uma célula. Os pesquisadores também podem usar essa técnica para entregar com precisão os pontos quânticos a um alvo muito específico para estudar a atividade em certas regiões do núcleo, ou potencialmente outras organelas celulares.

p "A localização é muito importante nas funções celulares, "Disse Wang." Usando a abordagem de nanoagulha, você pode chegar a um local muito específico dentro do núcleo. Essa é a principal vantagem deste método. "

p A nova técnica abre novos caminhos para o estudo. A equipe espera continuar a refinar a nanoneira, tanto como um eletrodo quanto como um sistema de entrega molecular.

p Eles esperam explorar o uso da agulha para entregar outros tipos de moléculas também - fragmentos de DNA, proteínas, enzimas e outros - que poderiam ser usados ​​para estudar uma miríade de processos celulares.

p "É uma ferramenta tudo-em-um, " Wang said. "There are three main types of processes in the cell:chemical, elétrico, and mechanical. This has all three:It's a mechanical probe, an electrode, and a chemical delivery system."

p The team's findings will appear in the Oct. 4 edition of the journal Small.