211service.com
Magnētiskie gēni
Izmantojot magnētiski jutīgas baktērijas gēnu, zinātnieki ir ģenētiski modificējuši zīdītāju šūnas, lai ražotu magnētiskas nanodaļiņas. Atklājums, ko veikusi komanda Emory universitāte pētnieki varētu sniegt medicīnas pētniekiem jaunu veidu, kā precīzāk izsekot ķermeņa šūnām.
Tuvāks skatiens: Šajā MRI ir redzamas peles smadzenes, kurās ir injicētas transplantētas šūnas, kas ir ģenētiski modificētas, izmantojot magnētiski jutīgas baktērijas gēnu, lai ražotu magnētiskas nanodaļiņas. Bultiņa norāda uz magnētiski aktīvo šūnu kopu.
Gēns nāk no sugas dīķos mītošās baktērijas kas to izmanto, lai izveidotu sīkas daļiņas, kas darbojas kā sava veida bioloģiskā kompasa adata. Pētnieki atklāja, ka gēna ievietošana peļu šūnu DNS lika šūnām ražot savas magnētiskās nanodaļiņas. Kad pētnieki pēc tam injicēja šūnas, kas ekspresē gēnu, dzīvu peļu smadzenēs, atsevišķas šūnas ar MRI varēja skaidri redzēt kā tumšu lāsumu, ko ieskauj gaišāki normāli audi.
Lai izsekotu organisma šūnām, zinātnieki parasti izmanto ģenētiski modificētus fluorescējošos optiskos marķierus, piemēram, zaļo fluorescējošo proteīnu ( GFP ). Precīzi kontrolējot, kur genomā tiek ievietots GFP gēns, zinātnieki var atzīmēt konkrētus proteīnus, kas viņus interesē, un izsekot gēnu ekspresijas modeļiem, kā arī noteiktu veidu šūnām.
Bet atšķirībā no MRI, kas var redzēt dziļi audos, fluorescējošā mikroskopija ir ierobežota ar virsmu, dažkārt apgrūtinot attēlu iegūšanu no dzīviem dzīvniekiem. Ir ļoti vēlama ideja izmantot uz gēnu vērstu MRI kontrasta ražošanu, saka Sjaopinga Hu , Emory biomedicīnas inženierijas profesors un pētījuma autors. Hu saka, ka optiskos marķierus nevar izmantot, lai izskatītos ļoti dziļi. Hu un viņa kolēģu raksts tika publicēts jūnija numurā Magnētiskā rezonanse medicīnā .
Ja gēnu inženierija šūnām, lai ražotu savas magnētiskās nanodaļiņas, izrādās veiksmīga, tas paver jaunu logu, caur kuru var aplūkot daudzus bioloģiskos procesus to attīstības laikā, sākot no audzēju veidošanās līdz slimību ārstēšanai injicēto cilmes šūnu migrācijai. Tas ir vienkārši pārsteidzoši, ka viņi var panākt, lai zīdītāju šūna faktiski izgatavotu materiālu, saka Lī Džozefsons , asociētais profesors Hārvardas Medicīnas skolas Molekulārās attēlveidošanas pētniecības centrā. Manuprāt, tas ir patiešām nozīmīgs darbs.
Labu MRI attēlu iegūšana smalkā izšķirtspējas līmenī, kas nepieciešams, lai redzētu šūnu procesu norisi, ir bijis nenotverams mērķis. Viena pieeja, ko Džozefsons palīdzēja izveidot, ir šūnu ielāde – šūnu inkubēšana ar magnētiskām nanodaļiņām, pēc tam to ievadīšana organismā. Bet laika gaitā, magnētiski iezīmētajām šūnām daloties, signāls kļūst vājāks un tiek zaudēts. Vēl viena šūnu marķēšanas metode, kas tikko izstrādāta pēdējos gados, ir izmantot gēnu, kas ražo feritīnu, molekulu, ko šūnas izmanto dzelzs uzglabāšanai. Bet dzelzs forma feritīnā nav tik viegli nosakāma kā Emory pētījumā izmantotās nanodaļiņas.
Lai gan pētnieki jaunajā tehnikā saskata lielu potenciālu, tai ir trūkumi. MRI darbības pamatā esošās fizikas dēļ attēliem nekad nebūs virsmas līmeņa optiskās mikroskopijas precīzās izšķirtspējas. Mihals Nīmans , profesors Weizmann Zinātņu institūtā Izraēlā, kurš pēta molekulāro attēlveidošanu, izmantojot feritīnu. Un, lai gan pētījums ir aizraujošs, viņa saka, daļiņu magnētiskās īpašības ir jāizpēta sīkāk.
Tomēr fakts, ka viens baktēriju gēns var iegūt plašu šūnu klāstu, lai izveidotu savus magnētus, paver plašas iespējas, sākot no jaunām šūnu attēlveidošanas metodēm un beidzot ar baktēriju izmantošanu kā bioloģiskas rūpnīcas nanodaļiņu ražošanai. Ja šī tehnoloģija darbojas labi, es domāju, ka ir ļoti daudz lietojumprogrammu, saka Braiens Rats , Rietumontārio universitātes profesors, kurš pēta audzēju veidošanos.