Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • ММИФ-2018
  • БиоМолТекст-18
  • Vitacoin

Квантовые точки повышают эффективность РНК-интерференции

Уже более 15 лет ученые используют короткие фрагменты РНК (миРНК) для блокирования продукции определенного белка, закодированного в гене-мишени, что позволяет изучать эффекты активности индивидуальных генов. В условиях организма РНК-интерференцию можно использовать для лечения различных заболеваний, начиная от рака и заканчивая утратой зрения. Принцип РНК-интерференции, разработчики которого получили нобелевскую премию, обладает огромным потенциалом для медицинской науки, однако применение этой технологии к живым клеткам осложняется множеством трудностей.

Ученые университета Вашингтона (Сиэттл) и университета Эмори (штат Джорджия) успешно использовали нанотехнологический материал – так называемые квантовые точки – для решения сразу двух проблем: повышения эффективности подавления синтеза белка и улучшения визуализации процесса РНК-интерференции. Предлагаемая ими методика не только гораздо менее токсична, но и в 10-20 раз более эффективна, чем существующие методы блокирования активности генов с помощью введения в клетки миРНК (малых интерферирующих РНК).

Авторы использовали в экспериментах квантовые точки – флуоресцентные сферы из полупроводникового материала, диаметром не более 6 нм. Благодаря уникальным оптическим свойствам – способности испускать свет различных участков спектра в зависимости от размера, – эти частицы используют для визуализации клеток и производства солнечных батарей и светодиодов.

Отрицательный заряд миРНК препятствует их проникновению внутрь клеток, поэтому исследователи прикрепляли к ним квантовые точки, покрытые несущей положительный заряд «протонной губкой». Получающийся в результате комплекс успешно проникает в клетку путем эндоцитоза (впячивания мембраны внутрь клетки и формирования мембранных пузырьков – эндосом), высвобождается из эндосом и попадает в цитоплазму, где выполняет свои функции, заключающиеся в нарушении синтеза того или иного белка.

Ключевым моментом этого подхода является то, что ученые могут подбирать химический состав протонной губки, что позволяет им с высокой степенью точности контролировать прочность связи комплекса.

Новый подход приводил к снижению синтеза интересующего ученых белка до 2% от нормального значения, в то время как для традиционных приемов использования РНК-интерференции этот показатель составляет 13-51%.

Важен также тот факт, что флуоресцирующие квантовые точки позволяют отслеживать перемещения миРНК в клетке. (На рисунке – флуоресцентное изображение клетки, полученное спустя 15 минут после введения комплекса квантовых точек и миРНК. На этой стадии частицы находятся внутри клеточной мембраны.)

Существующие метки для отслеживания миРНК светятся не более минуты, в то время как квантовые точки испускают свет в течение многих часов. Более того, новый подход в 5-10 раз менее токсичен для живых клеток, чем химические соединения, применяемые сейчас для слежения за ходом РНК-интерференции.

Причина более высокой эффективности квантовых точек по сравнению с более ранними методиками неясна. Авторы предполагают, что в ее основе лежит способность комплекса высвобождаться из эндосом, а квантовых точек – отделяться от миРНК.

Квантовые точки пока не получили одобрения на введение в организм человека, поэтому в настоящий момент авторы пытаются заменить их наночастицами оксида железа, несколько типов которых одобрены Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США. Они также работают над методами прицельного воздействия на опухолевые клетки посредством мечения клеточной поверхности специфичными маркерами.

Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам ScienceDaily

26.06.2008

Читать статьи по темам:

визуализация наночастицы РНК-интерференция Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Наномагнитные гены

С помощью гена чувствительной к магнитному полю бактерии ученые университета Эмори создали генетически модифицированные клетки млекопитающих, способные синтезировать магнитные наночастицы.

читать

Полосатые наночастицы

Золотые наночастицы, покрытые чередующимися полосами гидрофобных и гидрофильных синтетических молекул, что имитирует упорядоченную структуру белков, проникали через мембрану, не причиняя клетке вреда.

читать

Наночерви из оксида железа для диагностики и лечения опухолей

Наночастицы, из сферических наночастиц оксида железа, соединенных между собой наподобие сегментов земляного червя, способны перемещаться по кровеносным сосудам человека в поисках опухолей.

читать

Раковые клетки: найти и обезвредить!

Исследователи из Сеульского национального университета разработали метод генотерапии рака с помощью введения в клетки опухоли гена, белковый продукт которого отслеживает и уничтожает раковые клетки, повышая способность клеточной мембраны абсорбировать йод и его радиоактивный изотоп. Для улучшения визуализации раковых клеток также вводился ген-репортер, запускающий синтез флуоресцирующего белка при экспрессии терапевтического гена.

читать

Уникальная видеозапись: овуляция крупным планом

Процесс выхода яйцеклетки из созревшего фолликула зафиксировала камера-эндоскоп, введенная в полость малого таза пациентки. На видеозаписи видно, как в образовавшемся под действием энзимов отверстии в стенке фолликула появляется красноватое выпячивание, а из него – яйцеклетка, которая направляется в фаллопиеву трубу.

читать

Как проследить за иммунной системой

Ученые университета Калифорнии разработали контрастное вещество для позитрон-эмиссионной томографии, позволяющее in vivo отслеживать иммунный ответ в процессе развития многих заболеваний.

читать