0
1393
Газета Печатная версия

08.10.2019 19:38:00

Мягкие биороботы могут починить живые клетки

Исследователи призывают не забывать, что геном представляет собой химическую сущность

Тэги: генетика, биология, биотехнология


генетика, биология, биотехнология Пористые металло-органические структуры (MOF). Иллюстрации Physorg

Еще три года назад появилось революционное изобретение – искусственная поджелудочная железа. В США она уже одобрена к использованию в лечебной практике. За прошедшие годы миниатюризации подверглись и другие устройства, приближающиеся по своим размерам к клеточным (средняя живая клетка имеет характерный размер не более 10 микрон), а то и еще меньше.

В Кембридже предложили использовать для воздействия на аномальные клетки пористые металло‑органические структуры (MOF). Первый компонент таких структур‑кластеров – это ионные или металлические «зерна», которые связаны между собой органикой. За последние 20 лет было синтезировано около 100 тыс. различных MOF, применяемых для улавливания газов и работы газоселективных мембран, а также для химического катализа. Естественными MOF являются цеолиты и активированный уголь.

С точки зрения биоинженерии, преимуществом этих конструктов является наличие внутри них полости и регулируемая пористость. В Кембридже сделали поистине революционный шаг, соединив MOF‑технологию с использованием РНК‑интерференции. Это латинское выражение, используемое в оптике, взяли на вооружение молекулярные биологи, открывшие явление «вмешательства» небольших цепочек РНК в активность генов. Так биология получила удобный и дешевый способ генрегуляции, а вернее, выключения передачи информации о синтезе того или иного функционального протеина клеток.

12-13-5.jpg
Биоробот с зеленым нейроном
и красной мышцей. 
Компьютерное моделирование, проведенное в Кембридже, позволило определить параметры пор, через которые из MOF должны выходить короткие интерферирующие цепочки РНК (siRNA). В процессе самосборки они попадают внутрь сферических структур, в полость которых также добавлялись различные кофакторы: протонная губка, цепочка аминокислот, хлористый аммоний NH4Cl для создания необходимой кислотности и щелочности. Быстро делящиеся клетки охотно заглатывали MOF с siRNA, где через поры выходили молекулы РНК и «выключали» чрезмерно активный ген. В культуре ткани эффективность подавления чрезмерно активного гена достигала 27%. Ученые отмечают в журнале Chem, что на поверхность MOF можно помещать различные молекулы для клеточных мишеней, а также вводить в полость структур самые разные лекарства.

На фоне этого сообщения был показан мягкий нейромышечный робот, нейрон которого оптогенетически стимулируется лазерным лучом. Новый биоробот подобен головастику с длинным хвостом, головка которого после освещения нейрона подает команду на миниатюрную мышцу (фрагмент мышечной ткани). Нервный импульс вызывает обратимый «паралич», в результате чего спаренный хвост раздваивается, две его ручки расходятся в стороны и после выключения света могут захватывать клетку или что‑то другое для анализа. Характеристика компонентов, из которых осуществляется самосборка робота и сам процесс, приведены в журнале «Труды АН США» (PNAS).

Авторы этой работы подчеркивают, что разного рода расстройства и заболевания, конечно же, развиваются в результате нарушений в геноме. Но не следует забывать, что геном представляет собой химическую сущность, которая реализуется на клеточном уровне. И лечить после этого приходится клетки, поскольку генетическое редактирование пока – недостижимая цель. С помощью же биороботов врачи и ученые получат доступ к отдельным клеткам тканей и органов, в которых зачастую перемешаны и находятся в тесном соседстве здоровые и больные клетки.


Оставлять комментарии могут только авторизованные пользователи.

Вам необходимо Войти или Зарегистрироваться

комментарии(0)


Вы можете оставить комментарии.


Комментарии отключены - материал старше 3 дней

Читайте также


Ученые приблизились к ответу на вопрос, зачем нужны мужчины

Ученые приблизились к ответу на вопрос, зачем нужны мужчины

Игорь Лалаянц

Видовое обновление рождается в тестикулах

0
6049
Разум животных юридически уравняли с разумом человека

Разум животных юридически уравняли с разумом человека

Андрей Ваганов

Звери – вы люди!

0
7402
Шаманы оказались прирожденными биохимиками

Шаманы оказались прирожденными биохимиками

Игорь Лалаянц

Управление поведением больших людских сообществ было поставлено на «научную» основу уже тысячу лет назад

0
2224
Биопринтер воссоздает структуру опухоли

Биопринтер воссоздает структуру опухоли

Игорь Лалаянц

Моделирование клеточных процессов поставлено на поток

0
2459

Другие новости

Загрузка...
24smi.org