Какая температура у клетки?

Ученые впервые измерили температуру в единичной клетке тела

Французские физики создали необычный термометр-тепловизор, который позволяет измерить температуру в разных частях клетки, что поможет биологам следить за процессами внутри клетки и находить опухоли внутри организма, говорится в статье, опубликованной в журнале Applied Physics Letters.

“Сейчас мы работаем над уменьшением времени, которое требуется для получения картинки, что позволит нам перейти к наблюдениям за клетками в режиме реального времени. Так же мы хотим проверить, как противораковые лекарства влияют на термические свойства и облик клеток, что позволит нам понять, можно ли использовать тепло для борьбы с раком”, — заявил Томас Деу (Thomas Dehoux) из университета Бордо (Франция).

Деу и его коллеги создали первый “клеточный термометр”, экспериментируя с особыми оптическими приборами, которые физики называют термоэластичными линзами. Они представляют собой небольшой и очень тонкий лист из титана, который крайне чутко реагирует на нагрев и охлаждение.

На этот лист помещается культура клеток или одиночная клетка, после чего титановая пластина нагревается на доли миллисекунды при помощи мощного пучка лазерного излучения. Металл расширяется, и за этим расширением следит специальная оптическая система, следящая за изменениями в толщине пластины по тому, как долго луч света идет после отражения от нее.

Благодаря тому, что титан примерно на два порядка сильнее реагирует на тепло, чем клетки, малейшие различия в температуре в различных частях клетки крайне сильно отражаются на том, как охлаждается и сжимается титан, расположенный непосредственно под ними. Это позволило физикам увидеть даже малейшие различия в температуре разных уголков клетки с фантастическим разрешением в 2 микрометра на пиксель.

Учитывая то, что все процессы, протекающие в клетке, сопровождаются выделением тепла, создание подобного “термометра” дает ученым новый мощный инструмент для наблюдений за тем, что происходит внутри клеток при их заражении вирусами, при сборке молекул белков, при их делении и в десятках и сотнях других ситуаций.

Подобную методику, как надеется Деу, в ближайшем времени можно будет применять для поиска даже самых небольших следов рака внутри здоровых тканей тела – раковые клетки, по словам ученого, ведут себя заметно активнее, чем их нормальные собратья, и выделяют гораздо больше тепла. Другой интересный вариант применения подобных термометров – наблюдения за заморозкой органов и раскрытие причин того, почему это пока не удается сделать.