Sabemos que dentro de cada planta viva hay millones de células trabajando juntas en una armonía maravillosamente compleja. Pero lo que no sabemos es, dentro de cada una de estas células, qué está sucediendo exactamente. Los científicos han sabido por algún tiempo queLos investigadores de la Universidad de Vermont han desarrollado un método que promete arrojar luz sobre la biomecánica de una sola célula, al capturar células individuales en perlas de gel microscópicas.
Las cuentas no son más anchas que un mechón de cabello, solo sesenta micrómetros, pero permiten a los investigadores manipular el entorno externo de una sola célula y estudiar cómo responde la célula. Están hechas con agarosa, un material que mantiene un fluidoestado a temperaturas cálidas y se endurece a medida que se enfría.
"Estamos entusiasmados con que este método sea una herramienta útil para los investigadores interesados en la señalización mecánica a nivel celular", dice Matthew S. Grasso, un estudiante graduado que trabaja en el laboratorio del Dr. Philip Lintilhac en el Departamento de Biología Vegetal.el protocolo de microesferas está disponible en una edición reciente de Aplicaciones en Ciencias de las plantas .
El primer paso para crear las microperlas es preparar los protoplastos del tejido vegetal. Para este estudio, Grasso usó una línea celular de tabaco. Dentro de un pedazo de tejido vegetal desarrollado, las células se verían muy parecidas a una cuadrícula, con las líneas de la cuadrícula siendolas paredes celulares. Para ver de cerca la mecánica dentro de cada célula, Grasso primero despoja las células de sus paredes celulares, creando una suspensión de protoplastos de plantas que flotan libremente, encerrados en membrana.
"En el cuerpo de la planta, las células están sujetas a las fuerzas mecánicas generadas por sus propias paredes celulares, así como por las células que las rodean. El uso de protoplastos individuales ayuda a controlar estas variables, lo que facilita la interpretación de cómo las células responden a undado estímulo mecánico ", dice Grasso.
Las células se comunican constantemente entre sí a través de señales que pasan a través de las paredes celulares. Estudios recientes han descubierto un poco sobre estas señales químicas, pero la micromecánica que ocurre dentro de cada célula y la compleja relación entre una célula y su pared celular aúnpara ser entendido completamente.
Para hacer las cuentas, Grasso ensambló un sistema de gotas de microfluidos de múltiples columnas. En el sistema, la agarosa líquida tibia de una columna se une a la suspensión de células vegetales de otra columna. Después de que los dos fluidos se fusionen en uno, se generan microgotas y suavementecaen en una piscina de aceite mineral enfriado donde se solidifican. El sistema puede generar alrededor de 130 perlas por segundo, con un 25% transportando con éxito un protoplasto.
"Desentrañar los matices del sistema de microfluidos de gotitas tomó algún tiempo. Durante un tiempo, fue confuso en cuanto a cuáles eran las diferentes variables, lo que dificultaba controlarlas y lograr consistencia", dice Grasso.
El Dr. Rachael Oldinski en el Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Vermont brindó asistencia y equipo de laboratorio especializado para el desarrollo del protocolo de cuentas.
"La Dra. Oldinski ha ayudado a explicar diferentes aspectos de la formación de microperlas de hidrogel, así como algunas variables del sistema de gotas que deben considerarse. Su conocimiento de los hidrogeles sensibles a estímulos puede ayudarnos a manipular la micromecánica de células individuales de una manera única y única".forma altamente controlable ", dice Grasso.
Dentro de las veinticuatro horas posteriores a la formación del cordón, los protoplastos de la planta encerrados en la membrana regeneran sus paredes celulares. A partir de ahí, las células se expanden y se multiplican, reventando los granos. Observar esta capacidad regenerativa de las células bajo condiciones altamente controladas podría revelar un sin precedentesconocimiento de la función celular.
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Materiales proporcionados por Sociedad Botánica de América . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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