Наномагнитные гены
С помощью гена чувствительной к магнитному полю бактерии ученые университета Эмори (штат Джорджия), работающие под руководством доктора Сяопина Ху (Xiaoping Hu) создали генетически модифицированные клетки млекопитающих, способные синтезировать магнитные наночастицы.
Используемый ген принадлежит обитающей в прудах бактерии, использующей его для синтеза крошечных магнитных частиц, выступающих в роли стрелки биологического компаса.
Авторы встроили этот ген в ДНК клеток мыши, в результате чего они начали синтезировать собственные наномагниты.
При введении таких клеток в мозг живой мыши метод магнитно-резонансной томографии позволял четко отличать модифицированные клетки как темные пятнышки на фоне светлой нормальной ткани организма.
(На рисунке скопление магнитоактивных клеток указано стрелкой.)
Для наблюдения за клетками в организме ученые обычно используют генетически модифицированные флуоресцирующие оптические маркеры, такие как зеленый флюоресцирующий белок. Четкая регуляция места встраивания гена этого белка позволяет пометить интересующие ученых белки для того, чтобы пронаблюдать за изменениями экспрессии генов и поведением определенных типов клеток.
В отличие от флуоресцентной микроскопии, возможности которой ограничены изучением поверхностных тканей живых объектов, магнитно-резонансная томография позволяет изучать глубокие ткани организма, поэтому предлагаемый авторами метод может предоставить врачам и исследователям важную дополнительную информацию о происходящих в организме процессах, начиная от формирования опухолей и заканчивая миграцией введенных с терапевтическими целями стволовых клеток.
Один из более ранних подходов заключается во введении в организм клеток, предварительно проинкубированных с магнитными наночастицами. Однако со временем из-за деления клеток испускаемый ими сигнал ослабевает и исчезает. Еще одна, недавно предложенная методика заключается во встраивании в ДНК клетки гена, кодирующего ферритин – соединение, используемое клетками для накопления железа. Однако входящее в состав ферритина железо регистрируется гораздо хуже, чем магнитные наночастицы.
Наряду с очевидными преимуществами предлагаемая методика имеет свои недостатки. Из-за ограничений, налагаемых физическими процессами, лежащими в основе метода МРТ, получаемые с ее помощью изображения по качеству разрешения никогда не сравняются с изображениями, получаемыми с помощью поверхностной оптической микроскопии. Более того, магнитные свойства наночастиц нуждаются в детальном изучении во избежание возможных побочных эффектов.
Однако, несмотря ни на что, специалисты считают, что предлагаемый подход открывает целый ряд возможностей: от новых методов визуализации клеток до использования бактерий в качестве биологических фабрик для производства наночастиц.
Портал «Вечная молодость» www.vechnayamolodost.ru по материалам TechnologyReview
19.06.2008