“If you plan to make a voyage of discovery, choose a ship of small draught”
Captain James Cook rejecting the large ships offered by the Admiralty for the search of a new continent.
| Opening of a New Window to Cell Energetics |
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CECs researchers have developed a nanosensor that permits to measure the mitochondrial metabolism of individual cells for the first time and in real-time.
In the paper published in the journal PLoS ONE, researchers from Biological Laboratory of CECs presented a method for real-time estimation of mitochondrial flow in intact cells at the level of single cells, using fluorescence microscopy. This method is based on a new genetically encoded nanosensor for pyruvate, a pivotal molecule between oxidative and fermentative metabolism. The nanosensor, which was termed Pyronic (PYRuvate Nano-Indicator from CECs), also permits the estimation of pyruvate concentration, production rate and transport.
The team led by Felipe Barros, developed a method of high resolution that permits the evaluation of mitochondrial function in intact cells. Mitochondria are cellular organelles specialized in the production of energy using oxygen. Currently, mitochondrial function is estimated by respirometry, a technique of low resolution that require millions of cells. With the new method developed by CECs, it is now possible to measure mitochondrial metabolism in single cell.
An example of the potential of this new method may be found in cancer control: “About 70% of the cells within a malignant tumour are not cancerous, they are healthy cells that were recruited from the normal tissue, many of which are actively fighting against the tumour. Current oncology treatments may be compared to trawling, a damaging type of fishing that does not discriminate between types of fish, capturing those that can be fished together with those that are banned. With methods like ours, it will be possible to discriminate between malignant cells and those that should be protected, pointing to the development of more specific and effective treatments”, argues Barros.
In addition, the ability to measure energy consumption at the level of single cells will facilitate the development of drugs against other diseases. "One of the main challenges facing today's pharmaceutical industry is the toxicity presented by candidates. Allowing the detection of mitochondrial toxicity with high sensitivity, Pyronic will reduce the time to develop new drugs and reduce its selling price," says Alejandro San Martín, the first author of this paper.
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Reference: San Martín A, Ceballo S, Baeza-Lehnert F, Lerchundi R, Valdebenito R, et al. (2014) Imaging Mitochondrial Flux in Single Cells with a FRET Sensor for Pyruvate. PLoS ONE 9(1): e85780. doi:10.1371/journal.pone.0085780
This work was funded partly by a joint grant from CONICYT-Chile and the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG-12, DE 231 / 25-1).
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| El Centro de Estudios Científicos (CECs) es una corporación de derecho privado, sin fines de lucro, dedicada al desarrollo, fomento y difusión de la investigación científica. El CECs fue fundado en 1984 como el Centro de Estudios Científicos de Santiago donde funcionó en una casa arrendada hasta el año 2000, momento en el que se mudó a Valdivia donde evolucionó para llegar a ser lo que es hoy. Desde su fundación el CECs ha sido dirigido por el físico Claudio Bunster. Luego de treinta y seis años de existencia, el CECs ha decidido renovar su sitio web, el cual se encuentra actualmente en construcción. En el intertanto las consultas pueden ser dirigidas a info@cecs.cl. Lo que sigue es un extracto de un folleto que fue producido justo después de que el centro se trasladara a Valdivia. Sentimos que estas palabras aún reflejan su espíritu: |
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Una pequeña banda de investigadores del Centro de Estudios Científicos (CECs) en Valdivia, Chile, comparte un sueño audaz, anticuado en esta era de la Gran Ciencia – la búsqueda irrestricta del conocimiento, en un pequeño instituto independiente de investigación de primera calidad. Sus miembros se han reunido durante un lapso de tiempo que abarca ya, más de un cuarto de siglo, para emprender una aventura intelectual que es riesgosa, estimulante y tremendamente productiva.
Ubicado entre los Andes y el Pacífico, en esta pequeña ciudad del sur, el CECs es uno de los pocos institutos en el mundo que trabajan en investigación de vanguardia en múltiples disciplinas, sin recibir recursos o estar afiliada a ninguna institución anfitriona. Sus investigadores son libres para desarrollar su mejor ciencia con independencia de las modas y sin restricciones burocráticas, en una atmósfera de colaboración y apoyo mutuo. El fruto de este esfuerzo se traduce en un flujo permanente de ideas innovadoras, con estudiantes altamente capacitados y resultados que son publicados en revistas especializadas. El Centro ha demostrado lo errado de los prejuicios y escepticismo relacionados con su pequeño tamaño, al ubicar a Chile, con la capacidad de sus integrantes y audaz estrategia, en el mapa mundial de la ciencia, revolucionando de paso el modelo tradicional de estructurar la ciencia en Chile y mostrando – con su ejemplo – cómo “lograr más con menos”. Sus investigadores hablan en tono de curiosidad, maravilla y ocasionalmente orgullo al describir su emocionante viaje por aguas inexploradas. La estrategia del CECs es sustentar un entorno científicamente rico donde la ciencia y los científicos son lo primordial – atrayendo a las mejores personas, apoyándolos adecuadamente y ofreciéndoles libertad para perseguir sus sueños. ” |
| La actual tripulación del centro es la siguiente: |
