Новый метод для экспериментов с экспрессией генов: акварель в воде
Как масло и вода, два водных раствора могут сосуществовать, не смешиваясь, благодаря новой технологии Мичиганского университета, разработанной для биологических экспериментов.
Новый метод микропаттернинга полезен в исследованиях экспрессии генов, которые, по сути, включают или выключают гены в клетках, чтобы помочь учёным понять их функцию.
«Если взять кисть с акварельной краской и поводить ею в чашке с водой, вы просто смоете краску, и никакого рисунка не получится. То же самое происходит с водорастворимыми биологическими реагентами в типичных экспериментах на культуре клеток. Реагенты просто диффундируют повсюду без локализации», — пояснил Шуичи Такаяма, доцент биомедицинской инженерии.
Новая система позволяет иметь водные растворы, которые не смешиваются друг с другом. Вместо размытой картины можно создавать «акварельные рисунки» на дне чашки с водой. А когда в состав «краски» входят реагенты для экспрессии или подавления генов, можно наносить биологические эксперименты прямо на «холст» из живых клеток.
В статье, опубликованной 16 августа в Nature Materials, команда под руководством постдока Хоссейна Таваны продемонстрировала технику, написав флуоресцентным водным раствором «UMICH» на клетках, растущих в другой водной среде.
Они также нанесли реагенты на клетки рака молочной железы, чтобы включать и выключать в них флуоресцентные белки в разных паттернах, и заставили группу клеток в слое нормально неинвазивных клеток стать инвазивными (как раковые), включив определённый ген.
Технология паттернинга «вода в воде» мотивирована потребностью в более эффективном способе понимания роли различных генов.
«Наша технология, которая позволяет локализовать нанолитровые капли реагентов над клетками в высокоплотных массивах без необходимости в разделяющих физических стенках, удовлетворяет этим потребностям», — сказал Тавана.
Новая технология позволяет исследователям использовать в сотни раз меньше реагента, чем в сравнимых экспериментах по текущим методам. Кроме того, клетки и реагенты постоянно остаются во влажной среде, что предпочтительно.
«Жизнь — это микропаттерны. Ткани, органы и даже живые организмы — это паттерны из соединённых вместе клеток. Все клетки в нашем теле имеют, по сути, один и тот же ДНК-чертёж, но то, какие гены экспрессируются или подавляются, заставляет клетку функционировать как глаз, щека или печень, или как нормальная клетка против раковой», — отметил Такаяма.
Статья называется «Нанолитровое формирование жидкостных паттернов в водных средах для пространственно-определённой доставки реагентов к клеткам млекопитающих». Исследование финансировалось Национальными институтами здравоохранения (NIH). Университет оформляет патентную защиту на интеллектуальную собственность и ищет партнёров для коммерциализации.