Магнитные пинцеты раскрывают механику клетки

Учёные из Университета Твенте (Нидерланды) вводят в живую клетку крошечные магнитные шарики и манипулируют ими с помощью магнитного «пинцета», чтобы больше узнать о механике клеточного ядра.

То, как ДНК «переводится» в конкретные функции клетки, сильно зависит от механики, поэтому эта информация представляет большую ценность. Учёные Энтони де Врис, Ханс Кангер и Вино́д Субраманиам из группы биофизической инженерии представили свои результаты в Nano Letters.

Пространственная организация в живой клетке многое говорит о том, как клетка работает и о молекулярных процессах внутри неё. Чётко показано, что механические свойства ДНК и хроматина — комплекса ДНК и белков — играют важную роль в активности тысяч генов. Экспрессия генов, при которой ДНК проявляет себя в функциональных белках, по-видимому, сильно зависит от этих механических свойств. До сих пор исследовались только отдельные хромосомы: новый метод позволяет учёным отслеживать механические свойства хроматина внутри клетки и исследовать внутреннюю структуру клеточного ядра.

Три магнита

Учёные из Университета Твенте вводят в ядро клетки шарик диаметром около 1 микрона с помощью микропипетки. Клетка помещается в центр трёх крошечных магнитов (микронных размеров). Каждый из них может генерировать силу, воздействующую на шарик. По нанометровым расстояниям, на которые шарику позволяют перемещаться, можно определить эластичность и вязкость хроматина. Используя интуитивную полимерную модель хроматина, можно затем предсказать организацию хроматина внутри клетки: он организуется в домены, не полностью заполняющие ядро.

Учёные заявляют, что их техника является важным шагом на пути к магнитным наноустройствам, которые можно имплантировать в живую клетку, чтобы они функционировали как биосенсоры для мониторинга химических и физических процессов в клетках и тканях. Также станет возможным взаимодействовать с этими процессами с помощью магнитной техники.

Исследование было проведено в группе биофизической инженерии (bpe.tnw.utwente.nl), входящей в Институт биомедицинских технологий BMTI и Институт нанотехнологий MESA+ при Университете Твенте.