Hoppa till innehåll
EN In english

Metodutveckling för avbildning av vatten/jon flöden i celler

Diarienummer
MDB10-0047
Start- och slutdatum
110501-140430
Beviljat belopp
2 100 000 kr
Förvaltande organisation
Karolinska Institutet
Forskningsområde
Bioteknik, medicinsk teknik och teknik för livsvetenskaperna

Summary

This project aims at developing new methodology for simultaneous detection of water and ion dynamics using single cell live bio-imaging. We will combine the expertise of the two groups to significantly increase the general knowledge and interlink between water and ion transport in living cells. The first objective of this project is to set up a novel imaging method for detecting active water transport in living single cells using coherent anti-stokes Raman scattering (CARS) microscopy. The expected outcome is a robust method for measurements of active water transport in living single cells. The second objective of this project is to combine CARS microscopy with fluorescence imaging to measure ion homeostasis in single cells. The expected outcome is a bio-imaging method that provides accurate measurements of water and ion dynamics. The third objective of this project is to computer-simulate water and ion dynamics in cells. We will implement simulations on both on a cellular level and molecular level. The expected outcome is data that will predict/verify the results from objective 1 and 2. Given the central importance of water and ion dynamics in all living cells, establishment of a bio-imaging method that provides a complete picture these regulatory systems would contribute significantly to the general understanding of water and ion dynamics associated with several diseases as well as to trauma, and might lead to future development of new drugs.

Populärvetenskaplig beskrivning

Detta projekt avser att utveckla en ny metod för att visualisera vatten- och jon-transport i levande celler. Dessa två olika system spelar en mycket viktig roll i alla celler och för alla organismer, inklusive människan. Vatten reglerar t.ex. cellens storlek och styr svullnad. Kalciumjoner är bärare av information och kan aktivera en lång rad olika processer i cellen, t.ex. fertilisering och celldöd. Vi kommer att kombinera expertis från en forskargrupp på Keio Universitetet i Japan och en forskargrupp på Karolinska Institutet i Sverige. Det långsiktiga målet med detta samarbete är att signifikant öka kunskapen om cellers vatten- och jon-flöden samt förstå hur dessa två transportsystem samverkar. Först kommer vi att etablera en ny metod för att studera vattenmolekyler i enstaka levande celler med en speciell teknik kallad coherent anti-stokes Raman scattering (CARS) mikroskopi. Sedan kombineras CARS tekniken med en annan teknik för att mäta jon-flöden med fluorescerande markörer. På så sätt kan vi samtidigt observera jon-flöden och vatten-transport in och ut ur cellen. Parallellt med dessa två delprojekt kommer vi att med datorers hjälp simulera vatten- och jon-transport i celler. Simuleringarna syftar till att förutse samt verifiera resultaten från det första och andra målet i detta projekt. Vatten- och jon-transport är två fundamentala biologiska system i alla levande celler. Utveckling av nya avbildningsmetoder (bio-imaging) är mycket viktigt eftersom de kan erbjuda en mer komplett bild av cellens vatten- och jon-flöden som kan associeras till olika sjukdomar och trauma, samt kan leda till framtida utveckling av nya behandlingsmetoder.