Команда ученых в Южной Корее теперь развивалась, самый точный метод когда-либо раньше вставлял ДНК в клетки. Метод объединяет два высокотехнологичных лабораторных метода и позволяет исследователям точно тыкать отверстия на поверхности единственной клетки с мощным лазером «фемтосекунды» и затем мягко тащить кусок ДНК через него, используя «оптический пинцет», который привлекает электромагнитное поле другого лазера. Подход команды, который является прорывом в точности и контроле на уровне единственной клетки, был издан сегодня в находящемся в открытом доступе журнале Biomedical Optics Express Оптического Общества (OSA).«Что является волшебным, то, что все это происходит для одной клетки», сказал Ён-Гу Ли, адъюнкт-профессор в Школе Mechatronics в Институте Кванджу Науки и техники в Южной Корее и одного из исследователей, которые выполнили исследование. «До сих пор генная трансфекция была выполнена на большом количестве нагроможденных клеток, и результат наблюдался как статистическое среднее число, и никакие наблюдения не были сделаны на отдельных клетках».
Общие методы, чтобы вызвать ДНК в клетки могут быть неуклюжими или даже сильными, сказал Ли. Например, исследователи часто используют так называемое «генное оружие», чтобы запустить частицы, покрытые берегами ДНК, известной как плазмиды в значительной части населения клеток. Альтернативно, ученые могут проколоть мембраны отдельных клеток с лазерами, поместить клетки в суп плазмиды и позволить генам распространиться в перфорированные клетки самостоятельно.
В то время как или метод может transfect некоторая часть населения, исследователи не могут управлять, включит ли какая-либо отдельная клетка желаемые гены, и большие количества клеток могут быть повреждены или разрушены в процессе.В новом исследовании исследователи искали на безопасно transfect отдельная клетка.
Чтобы управлять иностранной ДНК, ученые использовали оптический пинцет, который по существу щипает лазерный луч, электромагнитное поле которого может достать и транспортировать покрытую плазмидой частицу. Исследователи сначала переместили частицу в поверхность клеточной мембраны.
Управляемый пойманной в ловушку частицей, они тогда создали крошечную пору в клеточной мембране, используя ультракороткий лазерный пульс от лазера фемтосекунды. В то время как другой лазерный луч обнаружил точное местоположение клеточной мембраны, они выдвинули частицу через пору с пинцетом. Используя эту технику, ученые смогли ослабить микрочастицу прямо до поры в мембране и бросить его в клетку, как гольфист, погружающий легкий удар.Чтобы определить, достиг ли их метод цели, исследователи вставили плазмиды, несущие ген, который кодирует для зеленого флуоресцентного белка.
Однажды в клетке, ген стал активным, и оборудование клетки начало производить белок. Исследователи могли тогда обнаружить зеленый жар, используя микроскоп флюоресценции. Они нашли, что приблизительно каждая шестая из клеток, которые они изучили, стала transfected. Этот уровень ниже, чем зарегистрированный для некоторых других методов, но те менее точны и включают много клеток за один раз.
Ли надеется, что работа позволит другим исследователям исследовать эффекты трансфекции на отдельных клетках, не просто значительную часть населения. С новой техникой, «Вы можете поместить один ген в одну клетку, другой ген в другую клетку и ни один в одну треть», сказал он. «Таким образом, Вы можете учиться точно, как это работает».