Учeные из университета Калифорнии в Беркли (UC Berkeley) создали специальный наноинъектор, который может впрыскивать препараты и материалы в строго определeнные части живой клетки, совсем не повреждая еe тонкую мембрану. Новое устройство должно пригодиться в биологических исследованиях, в изучении при помощи экспериментов процессов, происходящих на субклеточном уровне.<Наноинъектор, покрытый квантовыми точками, в свою очередь, покрытыми стрептавидином. Справа: квантовая точка внутри клетки человека (in vitro) светится красным (фотографии Xing Chen, et al./PNAS).
Новая игла представляет собой многослойную углеродную нанотрубку, сопоставимую по диаметру с поперечником протеинов. Согласно заявлению исследователей, наноинъектор является первым устройством, способным проникнуть внутрь клетки без повреждения мембраны, даже после часов многократного использования. Дело в том, что отверстие от новой иглы сразу исчезает просто за счeт диффузии липидов.
Правда, мы уже однажды видели наноиглу, выполненную из кремниевого наконечника атомного силового микроскопа путeм "заточки" его ионным лучом. Но та игла была в десятки раз толще, хотя и применялась успешно для проникновения в ядро клетки.
Вообще же, используемые в лабораториях инъекторы, способные поставлять необходимые препараты в клетку, повреждают мембрану уже после первых секунд проникновения. А повреждения при нескольких таких повторных инъекциях нарушают работу клетки (а значит - чистоту эксперимента) и нередко просто приводят к гибели клетки.
Новый "безболезненный" для клетки наноинъектор может вводить в неe ДНК, РНК, полимеры, бактерии и другие частицы, квантовые точки, к примеру. При этом место введения контролируется с точностью до нанометров, что обеспечивается атомным силовым микроскопом, на наконечник которого учeные и прикрепили свой наноинъектор. Микроскоп выдерживает не только точную позицию иглы, но и контролирует силу нажатия в момент прокола мембраны клетки.
В эксперименте груз инъектора состоял из флуоресцентных квантовых точек. Для того чтобы этот груз закреплялся на нанотрубке, а в клетке - выпускался на свободу, учeные использовали состав на основе дисульфида. Вне клетки он был устойчив и хорошо связывался с квантовыми точками; во внутриклеточной же среде препарат распадался, выпуская квантовые точки.
При помощи флуоресцентного микроскопа экспериментаторы смогли проследить за перемещением большого количества квантовых точек внутри клетки, причeм каждой такой наночастицы индивидуально.
Авторы данной работы: Син Чэнь (Xing Chen), Андрас Кис (Andras Kis) и Кэролин Бертоззи (Carolyn Bertozzi) из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли (LBNL), а также Алекс Зеттл (Alex Zettl) из университета Калифорнии в Беркли.
Заметим, постоянным читателям "Мембраны" Зеттл уже знаком: это он создал самый маленький в мире мотор, а также "демонический" выпрямитель тепла. Бертоззи же известна по созданию живой пробирки.
Статья авторов наноинъектора опубликована в "Слушаниях национальной академии наук США" (PNAS).
|
Содержание
Информация
