Светом по РНК: новый метод точного контроля за развитием тканей из стволовых клеток

Исследователи из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре (UCSB) разработали метод трёхмерного культивирования эмбриональных стволовых клеток человека с использованием света для прецизионного контроля над их дифференцировкой. Работа опубликована в журнале Advanced Materials.

Суть метода:

  • Основа: Комбинация оптогенетики (контроль экспрессии генов светом) и 3D-культур.

  • Ключевые компоненты:

    1. Полые золотые нанооболочки, к которым прикреплены малые интерферирующие РНК (siRNA), регулирующие работу генов.
    2. Термообратимый гидрогель в качестве трёхмерного каркаса для культуры клеток.
    3. Невидимый ближний инфракрасный свет (NIR), который высвобождает siRNA с нанооболочек в заданной области.

Преимущества подхода:

  • Пространственно-временной контроль: Свет позволяет точно выбирать, какая именно клетка (или даже её часть) и в какой момент получит сигнал к дифференцировке по определённому генному пути.
  • Глубина проникновения: NIR-свет проникает в образец на глубину до 10 см, что критически важно для работы с объёмными 3D-культурами.
  • Безопасность: Облученные клетки росли с той же скоростью, что и контрольные, и их жизнеспособность не изменилась.

Значение и перспективы:

Развитие тканей из однородных стволовых клеток — это сложный «концерт» включения и выключения генов. Новый метод позволяет тонко управлять межклеточной коммуникацией, что необходимо для контролируемого формирования сложных тканей.

Потенциальное применение:

  1. Создание тканей и органов для трансплантации.
  2. Изучение реакции организма на токсины и лекарства.
  3. Фундаментальные исследования процессов морфогенеза.