Med hjälp av en modern version av open-wide-and-keep-this-under-your-tongue, forskare rapporterade idag att de tog temperaturen på enskilda celler i människokroppen, och för första gången upptäcka att temperaturen inuti inte följer den välkända 98,6 grader Fahrenheit -normen. De presenterade forskningen vid 242:a National Meeting &Exposition of the American Chemical Society (ACS), hålls här den här veckan.

Haw Yang och Liwei Lin, som samarbetade kring forskningen, använde inte en välkänd febertermometer för att kontrollera temperaturen på celler, de 100 biljoner eller så mikroskopiska hudförpackningar, nerv, hjärta, lever och annat material som utgör människokroppen. Cellerna är så små att nästan 60, 000 skulle passa på huvudet på en vanlig nål. Yang är från Princeton University och Lin är vid University California-Berkeley.

"Vi använde" nanotermometrar ", ”Förklarade Yang. "De är kvantprickar, halvledarkristaller tillräckligt små för att gå in i en enskild cell, där de ändrar färg när temperaturen ändras. Vi använde kvantprickar av kadmium och selen som avger olika färger (våglängder) av ljus som motsvarar temperatur, och vi kan se det som en färgförändring med våra instrument. ”

Yang sa att information om temperaturen inne i cellerna är viktig, men överraskande saknas bland de oräkneliga terabyte med vetenskaplig data som finns tillgänglig idag.

”Insidan av en cell är så komplicerad, och vi vet väldigt lite om det, ”Påpekade han. "När man tänker på kemi, temperatur är en av de viktigaste fysiska faktorerna som kan förändras i en kemisk reaktion. Så, vi ville verkligen veta mer om kemin i en cell, som kan berätta mer om hur livets kemi uppstår. ”

Forskare har länge misstänkt att temperaturen varierar inuti enskilda celler. Yang förklarade att tusentals biokemiska reaktioner på grundval av liv ständigt pågår inuti celler. Några av dessa reaktioner producerar energi och värme. Men vissa celler är mer aktiva än andra, och den oanvända energin släpps ut som värme. Delar av enskilda celler kan också vara varmare eftersom de har biokemiska kraftverk som kallas mitokondrier för att producera energi.

Forskarna fick den informationen genom att sätta in nanotermometrarna i musceller som växer i laboratorierätter. De fann temperaturskillnader på några grader Fahrenheit mellan en del av vissa celler och en annan, med delar av celler både varmare och svalare än andra. Deras temperaturmätningar är ännu inte tillräckligt noggranna för att ge en exakt numerisk siffra. Yangs team stimulerade också avsiktligt celler på sätt som ökade den biokemiska aktiviteten inuti cellerna och observerade temperaturförändringar.

Yang säger att dessa temperaturförändringar kan ha kroppsövergripande effekter för att bestämma hälsa och sjukdom. Ökar temperaturen i en cell, till exempel, kan förändra hur det genetiska material som kallas DNA fungerar, och därmed hur generna, som är gjorda av DNA, arbete. Att ändra temperaturen kommer också att förändra hur proteinmolekylära maskiner fungerar. Vid högre temperaturer, vissa proteiner kan bli denaturerade, stänga av produktionen.

"Med dessa nanotermometer experiment, Jag tror att vi är de första som visar att temperaturresponserna i enskilda levande celler är heterogena - eller olika, Sa Yang. ”Detta leder oss till vår nästa hypotes, vilket är att celler kan använda temperaturskillnader som ett sätt att kommunicera. ”

Yangs team genomför nu experiment för att bestämma vad som reglerar temperaturen inuti enskilda celler. Ett mål är att tillämpa informationen för att förbättra förebyggande, diagnos och behandling av sjukdomar.