에너지 신진 대사는 세포를 살아있는 에너지를 생성하는 필수 화학 반응 그룹입니다. 그러나 그것이 모든 에너지 대사가 아닙니다! 최근의 연구는 그것이 염증 및 면역, 줄기 세포 분화 및 세포 사멸을 포함한 많은 다른 세포 과정을 제어한다는 것을 보여줍니다.
에너지 대사를위한 새로운 역할을 보여주는 이러한 연구의 대부분은 대사 변화를 따르는 필수 기술을 사용했습니다 :미토콘드리아 산소 소비 측정. 미토콘드리아는 세포의 배터리 역할을하기 때문에 전력을 공급하고 산소 소비는 미토콘드리아 활동에 비례하기 때문에 산소 소비를 측정하는 것은 에너지 대사를 이해하는 좋은 방법입니다. 산소 소비는 세포의 신진 대사 요구, 출력 및 용량을 따르는 신뢰할 수 있고 정량적 인 방법입니다.
전형적으로, 산소 소비는 산소에 민감한 전기 화학 전극을 사용하여 조직, 균질 물 또는 세포 배양에서 측정된다. 이것은 잘 작동하지만 전체 샘플의 평균 산소 소비에 대한 아이디어 만 제공합니다. 우리는 에너지 대사가 같은 배양에서 또는 동일한 세포의 다른 부분 내에서 세포마다 다를 수 있는지 묻기로 결정했습니다. 그 질문에 대답하기 위해, 우리는 호흡 중에 개별 세포 근처에서 산소 농도의 작은 차이를 감지하는 데 사용될 수있는 매우 작은 전극을 개발해야했습니다.
.그렇게하기 위해, 우리는 에너지 대사 (Dr. Kowaltowski)와 새로운 전기 화학 기술 (Dr. Bertotti)을 개발하는 실험실 사이에 협력을 확립했습니다. 박사 과정 학생 (Carla Santana Santos)은 스캐닝 시스템에 적합한 두 가지 매우 다른 연구 라인과 구성된 미세 전극 사이의 격차를 해소했습니다 :스캐닝 전기 화학 현미경.
이 기술에서, 적합한 전위에서 바이어스 바이어스는 높은 공간 분해능 (마이크로 미터 범위)을 갖는 표면의 전기 화학 활동을 조사하기위한 프로브로서 작용한다. 이 프로브를 연구 된 샘플에 가까운 곳에 배치하면 표면에서 발생하는 전기 화학적 공정 또는 물질 플럭스에 대한 정보를 수집 할 수 있습니다. 우리의 경우, 조사 된 표면은 세포 였고, 세포 위로 마이크로 전극을 이동시킴으로써, 단일 세포 수준에서 산소 농도의 맵이 얻어졌다. 결과는 놀랍고 세포의 다른 영역에서 산소 소비가 어떻게 행동하는지 보여줄 수있었습니다.
이 기술을 통해 우리는 세포의 산소 소비 패턴이 균질 한 것과는 거리가 멀다는 것을 알 수있었습니다. 핵에는 미토콘드리아가 없기 때문에 세포의 핵 영역은 산소 소비가 낮다. 그러나 놀랍게도, 세포 두께가 낮고 산소 소비량이 줄어들고 예기치 않게 산소 소비 수준이 높은 세포의 팁. 이것은 우리가 아직 이유를 알지 못하지만 세포 의이 영역의 미토콘드리아가 다르다는 것을 나타낼 수 있습니다. 세포 내 수준에서 산소 소비를 측정하는 데 유용한이 새로운 기술의 존재는 확실히 새로운 가능성을 열고 에너지 대사에 대한 더 놀라운 결과를 발견 할 것입니다.
이러한 결과는 전기 화학 현미경을 스캔하여 단일 세포 산소 매핑 (SCOM)이라는 제목의 기사에 설명되어 있으며, 저널 Scientific Reports 에 최근에 발표 된 이질적인 세포 내 산소 소비를 발견합니다. . 이 작품은 Mauro Bertotti, Carla Santana Santos 및 Universidade de São Paulo의 Alicia J. Kowaltowski가 주도했습니다.
