Met behulp van een moderne versie van open-wijd-en-houd-dit-onder-je-tong, wetenschappers meldden vandaag dat ze de temperatuur van individuele cellen in het menselijk lichaam meten, en voor het eerst ontdekken dat de temperaturen binnen niet voldoen aan de bekende norm van 98,6 graden Fahrenheit. Ze presenteerden het onderzoek op de 242e National Meeting &Exposition van de American Chemical Society (ACS), wordt hier deze week gehouden.

Haw Yang en Liwei Lin, die meewerkten aan het onderzoek, geen bekende koortsthermometer gebruikt om de temperatuur van cellen te controleren, de ongeveer 100 biljoen microscopisch kleine pakketjes huid, zenuw, hart, lever en ander materiaal waaruit het menselijk lichaam bestaat. Cellen zijn zo klein dat bijna 60, 000 zou op de kop van een gewone speld passen. Yang is van de Princeton University en Lin is van de University California-Berkeley.

“We gebruikten ‘nanothermometers’, ’ legde Yang uit. “Het zijn kwantumstippen, halfgeleiderkristallen die klein genoeg zijn om rechtstreeks in een individuele cel te gaan, waar ze van kleur veranderen als de temperatuur verandert. We gebruikten kwantumstippen van cadmium en selenium die verschillende kleuren (golflengten) licht uitstralen die overeenkomen met de temperatuur, en dat kunnen we zien als een kleurverandering met onze instrumenten.”

Yang zei dat informatie over de temperaturen in cellen belangrijk is, maar verrassend genoeg ontbreekt het tussen de ontelbare terabytes aan wetenschappelijke gegevens die tegenwoordig beschikbaar zijn.

“De binnenkant van een cel is zo ingewikkeld, en we weten er heel weinig van, ’ wees hij erop. “Als je aan chemie denkt, temperatuur is een van de belangrijkste fysische factoren die bij een chemische reactie kunnen veranderen. Dus, we wilden echt meer weten over de chemie in een cel, die ons meer kan vertellen over hoe de chemie van het leven plaatsvindt.”

Wetenschappers hebben lang vermoed dat de temperatuur in individuele cellen varieert. Yang legde uit dat duizenden biochemische reacties aan de basis van het leven constant aan de gang zijn in cellen. Sommige van die reacties produceren energie en warmte. Maar sommige cellen zijn actiever dan andere, en de ongebruikte energie wordt afgevoerd als warmte. Delen van individuele cellen kunnen ook warmer zijn omdat ze biochemische energiecentrales herbergen die mitochondriën worden genoemd voor het produceren van energie.

De onderzoekers kregen die informatie door de nanothermometers in muizencellen te steken die in laboratoriumschalen groeien. Ze vonden temperatuurverschillen van enkele graden Fahrenheit tussen het ene deel van sommige cellen en het andere, met delen van cellen die zowel warmer als koeler zijn dan andere. Hun temperatuurmetingen zijn nog niet nauwkeurig genoeg om een ​​exact cijfer te geven. Het team van Yang stimuleerde ook opzettelijk cellen op een manier die de biochemische activiteit in cellen verhoogde en temperatuurveranderingen waarnam.

Yang zegt dat die temperatuurveranderingen gevolgen kunnen hebben voor het hele lichaam bij het bepalen van gezondheid en ziekte. Stijgingen in temperatuur in een cel, bijvoorbeeld, kan de manier veranderen waarop het genetische materiaal dat DNA wordt genoemd, werkt, en dus de manier waarop de genen, die zijn gemaakt van DNA, werk. Het veranderen van de temperatuur zal ook veranderen hoe eiwitmoleculaire machines werken. Bij hogere temperaturen, sommige eiwitten kunnen gedenatureerd worden, productie stilleggen.

“Met deze experimenten met nanothermometers, Ik geloof dat wij de eersten zijn die aantonen dat de temperatuurreacties in individuele levende cellen heterogeen zijn - of verschillend, ’ zei Yang. “Dit leidt ons naar onze volgende hypothese, dat wil zeggen dat cellen temperatuurverschillen kunnen gebruiken als een manier om te communiceren.”

Het team van Yang voert nu experimenten uit om te bepalen wat de temperatuur in individuele cellen regelt. Een doel is om de informatie toe te passen bij het verbeteren van preventie, diagnose en behandeling van ziekten.