En utilisant une version moderne de open-wide-and-keep-this-sous-votre-langue, les scientifiques ont rapporté aujourd'hui avoir pris la température de cellules individuelles dans le corps humain, et constatant pour la première fois que les températures à l'intérieur n'adhèrent pas à la norme familière de 98,6 degrés Fahrenheit. Ils ont présenté la recherche à la 242e réunion et exposition nationale de l'American Chemical Society (ACS), qui se tient ici cette semaine.

Haw Yang et Liwei Lin, qui a collaboré à la recherche, n'a pas utilisé un thermomètre à fièvre familier pour vérifier la température des cellules, les 100 000 milliards de paquets microscopiques de peau, nerf, cœur, foie et autres matières qui composent le corps humain. Les cellules sont si petites que près de 60, 000 s'adapterait sur la tête d'une broche commune. Yang est à l'Université de Princeton et Lin à l'Université California-Berkeley.

« Nous avons utilisé des « nano-thermomètres », », a expliqué Yang. « Ce sont des points quantiques, cristaux semi-conducteurs suffisamment petits pour entrer directement dans une cellule individuelle, où ils changent de couleur à mesure que la température change. Nous avons utilisé des points quantiques de cadmium et de sélénium qui émettent différentes couleurs (longueurs d'onde) de lumière qui correspondent à la température, et nous pouvons voir cela comme un changement de couleur avec nos instruments.

Yang a dit que les informations sur les températures à l'intérieur des cellules sont importantes, mais étonnamment manquant parmi les téraoctets innombrables de données scientifiques disponibles aujourd'hui.

"L'intérieur d'une cellule est si compliqué, et on en sait très peu, », a-t-il souligné. « Quand on pense à la chimie, La température est l'un des facteurs physiques les plus importants qui peuvent changer dans une réaction chimique. Donc, nous voulions vraiment en savoir plus sur la chimie à l'intérieur d'une cellule, ce qui peut nous en dire plus sur la façon dont la chimie de la vie se produit.

Les scientifiques soupçonnent depuis longtemps que les températures varient à l'intérieur des cellules individuelles. Yang a expliqué que des milliers de réactions biochimiques à la base de la vie sont constamment en cours à l'intérieur des cellules. Certaines de ces réactions produisent de l'énergie et de la chaleur. Mais certaines cellules sont plus actives que d'autres, et l'énergie inutilisée est évacuée sous forme de chaleur. Des parties de cellules individuelles peuvent également être plus chaudes car elles abritent des centrales biochimiques appelées mitochondries pour produire de l'énergie.

Les chercheurs ont obtenu cette information en insérant les nano-thermomètres dans des cellules de souris poussant dans des boîtes de laboratoire. Ils ont trouvé des différences de température de quelques degrés Fahrenheit entre une partie de certaines cellules et une autre, avec des parties des cellules à la fois plus chaudes et plus froides que d'autres. Leurs mesures de température ne sont pas encore assez précises pour donner un chiffre numérique exact. L'équipe de Yang a également stimulé intentionnellement les cellules de manière à stimuler l'activité biochimique à l'intérieur des cellules et à observer les changements de température.

Yang dit que ces changements de température peuvent avoir des impacts sur l'ensemble du corps pour déterminer la santé et la maladie. Augmentation de la température à l'intérieur d'une cellule, par exemple, peut changer le fonctionnement du matériel génétique appelé ADN, et donc la façon dont les gènes, qui sont fabriqués à partir d'ADN, travail. Changer la température changera également le fonctionnement des machines moléculaires à protéines. A des températures plus élevées, certaines protéines peuvent se dénaturer, arrêt de la production.

"Avec ces expériences de nano thermomètre, Je crois que nous sommes les premiers à montrer que les réponses de température à l'intérieur des cellules vivantes individuelles sont hétérogènes - ou différentes, ", a déclaré Yang. « Cela nous amène à notre prochaine hypothèse, c'est-à-dire que les cellules peuvent utiliser les différences de température comme moyen de communication.

L'équipe de Yang mène actuellement des expériences pour déterminer ce qui régule la température à l'intérieur des cellules individuelles. L'un des objectifs est d'appliquer les informations à l'amélioration de la prévention, diagnostic et traitement des maladies.