Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Скоростная доставка крупногабаритных грузов в клетки

Исследователи университета Калифорнии в Лос-Анджелесе, работающие под руководством профессора Эрика Пэй Юй Чиоу (Eric Pei-Yu Chiou), разработали автоматизированное устройство, позволяющее доставлять наночастицы, ферменты, антитела, бактерии и другой «крупногабаритный груз» внутрь клеток млекопитающих со скоростью до 100 000 клеток в минуту. Этот подход принципиально превосходит существующие технологии, позволяющие обрабатывать примерно по одной клетке в минуту.

На сегодняшний день единственным методом доставки крупных частиц размером до 1 микрометра внутрь клетки является использование микропипеток – устройств напоминающих миниатюрный шприц. Другие методы внутриклеточной доставки, в основе которых лежит использование вирусных векторов или химических соединений, применимы только для малых молекул, размер которых не превышает несколько нанометров.

Разработанное авторами устройство, получившее название BLAST (от англ. Biophotonic Laser-Assisted Surgery Tool – биофотонный хирургический инструмент с лазерным управлением), представляет собой чип из оксида кремния с просверленными в определенном порядке отверстиями, на края которых нанесены асимметричные полукруглые пленки из титана. Под каждым отверстием находится емкость с жидкостью, содержащей предназначенные для доставки внутрь частицы.

С помощью лазерного импульса исследователи нагревают титановое покрытие, что приводит к мгновенному закипанию воды в лунках, прилегающих к поверхности клеток. Это сопровождается формированием пузырька, лопающегося в непосредственной близости от клеточной мембраны, в результате чего в ней формируется крупная пора. Эта пора существует примерно миллионную долю секунды, в течение которой внутрь клетки под давлением вводится жидкость, содержащая предназначенные для доставки частицы. Для сканирования всего чипа лазерному лучу требуется не более 10 секунд.

Эта технология предоставляет ученым беспрецедентные возможности в изучении процессов развития заболеваний, получения изображений содержимого клетки и других направлениях медицинских и биологических исследований. Например, введение в клетки митохондрий позволит изменять их метаболизм, тем самым облегчая изучения заболеваний, в основе которых лежат мутации митохондриальной ДНК.

Также исследователи смогут анализировать функционирование генов, вовлеченных в жизненный цикл внутриклеточных патогенов, для изучения естественных механизмов клеточной защиты от них. Это поможет идентифицировать новые мишени для разработки лекарственных препаратов, а также разобраться в фундаментальных механизмах взаимодействия между патогеном и клеткой-хозяином.

Специалисты также отмечают высокую продуктивность нового устройства, которое позволяет одновременно обрабатывать до 100 000 клеток. Это означает, что один чип позволит собирать количество данных, достаточное для получения достоверных статистических результатов.

Статья Yi-Chien Wu et al. Massively parallel delivery of large cargo into mammalian cells with light pulses опубликована в журнале Nature Methods.

Евгения Рябцева
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам University of California:
UCLA researchers deliver large particles into cells at high speed.

15.04.2015

Читать статьи по темам:

нанобиотехнология наномедицина Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Прорыв в репрограммировании клеток

Уникальный нано-пластырь, покрытый микроскопическими кремниевыми иголками, позволяет вводить в клетки «генетические инструкции».

читать

Секвенирование ДНК: дисульфид молибдена вместо графена

Ученые Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн установили, что дисульфид молибдена может сделать секвенирование ДНК с помощью нанопор точнее, быстрее и дешевле, чем это делает любой другой из доступных на сегодня материалов.

читать

Нанороботы наступают!

Прошло два десятка лет с тех пор, как ученые впервые решили математическую задачу при помощи ДНК. Сейчас работу программируемых нанороботов уже тестируют на тараканах. Вы всё еще думаете, что будущее далеко? Тогда мы идем к вам!

читать

Наношприц для яйцеклетки

MEMS-наноинъектор – самый маленький в мире медицинский шприц для доставки в яйцеклетку молекул ДНК без растворителя.

читать

Нанобиотехнологии в России

Открытия, которые в обозримом будущем могут коренным образом изменить нашу жизнь, сегодня делаются на стыке наук: биологии и математики, химии и физики, медицины и нанотехнологии.

читать