Błony komórkowe separują tętniące życiem wnętrze komórki od jej otoczenia. Mimo swojej fundamentalnej roli, wiele szczegółów związanych z mechanizmami odpowiedzialnymi za funkcjonowanie błon komórkowych wciąż pozostaje nieznanych. Teraz badanie mechanizmów odpowiedzialnych za transport przez błonę komórkową stanie się szybsze i znacznie prostsze. Wszystko dzięki nowemu układowi mikroprzepływowemu, który powstał w Instytucie Chemii Fizycznej PAN w Warszawie we współpracy z Laboratorium Badań Chemicznych Uniwersytetu w Oxfordzie.
Typowe błony komórkowe składają się z dwóch warstw fosfolipidów, z którymi na różne sposoby wiążą się różne typy białek. „We współpracy z grupą profesora Hagana Bayleya z Uniwersytetu w Oxfordzie skonstruowaliśmy układ mikroprzepływowy, który automatyzuje cały proces powstawania błon komórkowych i pozwala na dokonywanie pomiarów elektrofizjologicznych” – mówi prof. dr hab. Piotr Garstecki (IChF PAN).
Prawdziwym zyskiem jest jednak możliwość przeprowadzania pomiarów elektrofizjologicznych. W chwili powstania nowa błona komórkowa jest ciągła i skutecznie uniemożliwia przepływ nośników prądu między obiema kroplami. Lecz jeśli białko rozpuszczone w jednej z kropel przypomina budową rurkę, wystarczy jedna cząsteczka wbudowana w błonę, aby powstał kanał, przez który mogą płynąć jony. W układzie z IChF PAN te nikłe prądy można mierzyć dzięki mikroelektrodom wbudowanym w komorę pomiarową.
„Przeprowadzone przez nas pomiary to dowód, że w nowym układzie mikroprzepływowym powstają funkcjonalne błony komórkowe. Mamy więc w pełni zautomatyzowane pomiary przy zminimalizowanym zużyciu substancji potrzebnych do przeprowadzania doświadczeń. Droga do seryjnych badań mechanizmów zachodzących w błonach komórkowych została otwarta” – podsumowuje prof. Garstecki.
Badania nad wytwarzaniem błon komórkowych w układach mikroprzepływowych były finansowane w ramach programu VENTURES/2012-10/4 „Nowe technologie mikroprzepływowe do wysokoprzepustowych badań dwuwarstw lipidowych oraz białek błonowych” Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, współfinansowanego ze środków Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007-2013, a także ze środków prestiżowego grantu europejskiego ERC Starting Grants.