Все стало внутри голубым и зеленым

Каллипигин (зеленый) на заднем конце клеток, движущихся к пипетке с сахаром (звездочка).

В далеком уже августе 2010 года «Технологическое ревю» Массачусетского технологического института (МИТ) в Бостоне назвало биоинженера С. Сиа в числе топовых молодых изобретателей мира. К тому времени Сиа уже два года получал гранты от Национального фонда науки (NSF) на разработку технологии 3D-конструирования живых тканей. Его медицинский чип, идея которого пришла ему в голову в 2001 году, производится с 2004 года. Чип позволяет проводить диагностику самых разных болезней – ВИЧ, венерические заболевания, диабет, рак простаты – в полевых условиях по капле крови, вдали от современных лабораторий. Сегодня быстрая диагностика встраивается в виде мобильного компонента в чип, и ее результаты передаются врачу-консультанту по Интернету или через спутник.

У Сиа, естественно, много конкурентов, которые тоже выходят на рынок инноваций со своими идеями и устройствами.

Специалисты бостонского МИТ предложили «подсвечивать» гены бактерий, живущих в тонком кишечнике, с помощью добавляемых в пищу химических сигналов, «зажигающих» фермент светлячков – люциферазу. Ученые надеются, что в недалеком будущем генетически модифицированные микробы будут отвечать за лечение таких заболеваний, как опухоли кишечника и иммунные расстройства в нем.

Аутоиммунная атака приводит к тому, что агрессивные Т-лимфоциты, участвующие в отторжении пересаженных органов и тканей, атакуют клетки слизистой кишечника с их четко выраженной полярностью. Верхняя их часть имеет многочисленные микроворсинки, через которые идет всасывание амино- и жирных кислот, глюкозы и витаминов. Нижний, или задний, конец клеток «сидит» на матриксе (подложке), сдерживающем их деление и подвижность, а также стимулирующем апоптоз (запрограммированную смерть клетки).

Журнал «Труды АН США» (PNAS) опубликовал статью с описанием нового белка каллипигина, названного в память о знаменитой статуе Венеры Каллипиги. Главное свойство этого протеина – концентрация на заднем конце клетки и тем самым определение ее полярности, а также направления движения. А авторы статьи в журнале Cell подсветили зеленым клетки кишечника червячка С. elegans, который, как и дрозофила, является излюбленным объектом молекулярных исследований.

Y-образные молекулы антител на монослойном графене. Фото Physorg

В подсветке не было бы ничего удивительного, но сотрудники университета в голландском Утрехте сумели «зажечь» специфический ген SWI/SNF, название которого расшифровывается как «переключатель на сахар». Интерес к SWI-переключателю связан с тем, что его белковый продукт выполняет роль опухолевого протектора, защищая клетки от озлокачествления.

Японские ученые университета г. Каназава с помощью лазера и флюоресцентных протеинов «раскрасили» кровеносные и лимфатические сосуды, питающие и контролирующие развитие нервных стволовых клеток в кишечнике.

Закончить бы хотелось представлением нового биосенсора, сочетающего в себе уникальные свойства графена и высокую чувствительность «базируемых» на нем моноклональных антител (МАТ). Сотрудники Политехнического училища в Лозанне и научного Института фотоники в Барселоне подчеркивают, что придание графеновой подложке нужной геометрии способствует точной фокусировке луча инфракрасного лазера. Это позволяет «услышать» вибрации протеиновых молекул. Это – одно из немногих удачных применений многообещающего материала на сегодняшний день.

Авторы статьи в Science пишут, что инфракрасная спектроскопия относительно давно используется для идентификации биомолекул, оставляющих благодаря свету свои «отпечатки». Еще большему повышению ее разрешения способствует использование электрооптических свойств графена, позволившего в 100 раз увеличить концентрацию светового пучка и тем самым «услышать» отчетливый звук молекулярных вибраций на фоне теплового «шума». Это связано с тем, что графен активнее рассеивает тепло (в четыре раза по сравнению с медью), что позволяет эффективно охлаждать электронику.