Fluorescencyjny polimerowy termometr

Polimerowy termometr pozwalający na pomiar temperatury w żywych komórkach opracowali japońscy naukowcy. Termometr pokazuje różnice w temperaturach poszczególnych organelli i pozwala na poznanie w jaki sposób komórki regulują temperaturę ciała i jak to się zmienia gdy komórka jest zarażona.

W 2009 roku Seiichi Uchiyama wraz ze współpracownikami z Uniwersytetu Tokio zsyntezowali fluoroscencyjny polimer którego właściwości pozwalają na obserwację temperatury całej żywej komórki. Aby poznać temperaturę poszczególnych części komórki trzeba było przeprojektować strukturę polimeru tak, aby nie następowała jego agregacja w kontakcie z komórką a raczej rozproszenie po całej strukturze komórki. W tym celu zwiększono właściwości hydrofilowe polimeru, dzięki czemu może on dostawać się do jądra komórki.

Termometr działa łącząc trzy elementy w kopolimer: cząsteczkę fluorescencyjną, grupy hydrofilowe i fragment wrażliwy na ciepło. Fluorescencja polimeru jest zaburzana przez wodę, jednak w reakcji na zwiększoną temperaturę polimer zmienia swoją strukturę wypierając wodę. Kluczową modyfikacją w mapowaniu temperatury różnych części komórki był pomiar czasu fluorescencji zamiast jej intensywności, na którą ma wpływ stężenie polimeru w danym fragmencie komórki. Dzięki starannemu dobraniu fluoroforu udało się opracować termometr niewrażliwy na inne czynniki, które mogą zaburzyć pomiar czasu fluorescencji takie jak pH, siła jonowa, lepkość czy obecność białek.

Naukowcy zbadali przydatność polimerowego termometru wstrzykując go do wnętrza żywej komórki. W efekcie zaobserwowano, że jądro, centrosom i mitochondria mają wyższą temperaturą od pozostałych części komórki oraz że profil temperatur zmienia się wraz z cyklem życia komórki. Uchiayama, uważa, że różnice w temperaturach wynikają z różnych procesów zachodzących w komórkach, np. procesów metabolicznych zachodzących w mitochondriach zaopatrujących komórkę w energię.

(pj)