Terahertz -stråling kan forstyrre proteiner i levende celler

Forskere fra RIKEN Center for Advanced Photonics og samarbejdspartnere har opdaget, at terahertz -stråling, modsiger konventionel tro, kan forstyrre proteiner i levende celler uden at dræbe dem.

Dette fund indebærer, at terahertz -stråling, som længe blev anset for upraktisk at bruge, kan have applikationer til manipulation af cellefunktioner til behandling af kræft, for eksempel, men også at der kan være sikkerhedsspørgsmål at overveje. Terahertz -stråling er en del af det elektromagnetiske spektrum mellem mikrobølger og infrarødt lys, som ofte er kendt som "terahertz -hullet" på grund af den nuværende mangel på teknologi til effektivt at manipulere det. Fordi terahertz-stråling stoppes af væsker og er ikke-ioniserende-hvilket betyder, at det ikke skader DNA på den måde, som røntgenstråler gør-arbejdes der løbende på at tage det i brug i områder som inspektion af bagage i lufthavne. Det er generelt blevet anset for at være sikkert til brug i væv. Imidlertid, nogle nylige undersøgelser har fundet ud af, at det kan have en direkte effekt på DNA, selvom den har ringe evne til rent faktisk at trænge ind i væv, hvilket betyder, at denne effekt kun ville være på overfladens hudceller.

Et problem, der er forblevet uudforsket, imidlertid, er, om terahertz -stråling kan påvirke biologiske væv, selv efter at det er blevet stoppet, gennem spredning af energibølger ind i vævet. Forskningsgruppen fra RAP opdagede for nylig, at energien fra lyset kunne komme ind i vandet som en chokbølge. I betragtning af dette, gruppen besluttede at undersøge, om terahertz -lys også kunne have en effekt som denne på væv.

De valgte at undersøge ved hjælp af et protein kaldet actin, som er et nøgleelement, der giver struktur til levende celler. Det kan eksistere i to konformationer kendt som (G) -actin og (F) -actin, som har forskellige strukturer og funktioner. (F) -actinen er en lang glødetråd, der består af polymerkæder af proteiner. Ved hjælp af fluorescensmikroskopi, de så på effekten af ​​terahertz -stråling på væksten af ​​kæder i en vandig opløsning af actin, og fandt ud af, at det førte til et fald i filamenter. Med andre ord, terahertz-lyset forhindrede på en eller anden måde (G) -actinen i at danne kæder og blive til (F) -actin. De overvejede muligheden for, at det var forårsaget af en temperaturstigning, men fandt ud af, at den lille stigning, omkring 1,4 grader Celsius, var ikke tilstrækkelig til at forklare ændringen. Forskerne konkluderede, at det sandsynligvis var forårsaget af en chokbølge. For yderligere at teste hypotesen, de udførte forsøg i levende celler, og fandt ud af, at i cellerne som i løsningen, dannelsen af ​​aktinfilamenter blev forstyrret. Imidlertid, der var intet tegn på, at strålingen fik celler til at dø.

Shota Yamazaki, den første forfatter til undersøgelsen offentliggjort i Videnskabelige rapporter , siger, "Det var ganske interessant for os at se, at terahertz -stråling kan have en effekt på proteiner inde i cellerne uden at dræbe dem selv. Vi vil være interesserede i at lede efter potentielle anvendelser inden for kræft og andre sygdomme."

Chiko Otani, lederen af ​​forskningsgrupperne, siger, "Terahertz -stråling kommer i mange forskellige applikationer i dag, og det er vigtigt at komme til en fuld forståelse af dets virkning på biologiske væv, både for at måle eventuelle risici og for at lede efter potentielle applikationer. "