Самый маленький в мире медицинский шприц

2 картинки и одно видео via

Исследователи из университета имени Брихама Янга (Brigham Young University) разработали и создали микроэлектромеханическую систему (MEMS), которая вводит ДНК внутрь яйцеклетки напрямую, без использования дополнительных жидкостей.

В настоящее время пересадка генов или инъекция молекул искусственной ДНК в живые клетки проводится при помощи крошечной стеклянной пипетки, наполняемой раствором с генетическим материалом.

Этот метод, называемый микроинъекцией, обладает одним существенным недостатком, вместе с генетическим материалом в клетку попадает достаточное количество лишней жидкости, что в 25 процентах случаев приводит к раздуванию клетки, разрыву клеточной мембраны и ее гибели. Благодаря работе исследователей из Университета имени Брихама Янга (Brigham Young University) у ученых появился способ избежать разрушения клеток при введении в них синтетической ДНК. Эти исследователи разработали и создали микроэлектромеханическую систему (MEMS), которая вводит ДНК внутрь яйцеклетки напрямую, без использования дополнительных жидкостей.

Мы используем силы электрической природы для того, чтобы удерживать и отталкивать молекулы ДНК на острие крошечного электрически проводящего «копья», которое является инструментом проведения инъекции« – рассказывает профессор Брайан Дженсен (Brian Jensen), – «Используя положительный электрический потенциал, мы заставляем молекулы ДНК закрепиться на кончике иглы, которая затем вводится внутрь живой клетки, пронзая ее мембрану. Отрицательный электрический потенциал отталкивает молекулы ДНК, которые попадают во внутренний объем ядра клетки».

Игла наноинъектора настолько мала, что прокол мембраны с ее помощью никак не влияет на саму клетку. И при помощи такого устройства все клетки, подвергшиеся процедуре инъекции, остаются полностью жизнеспособными. Кроме этого, использование сил электрической природы, которыми достаточно просто управлять при помощи традиционных методов, позволит полностью автоматизировать процедуру инъекции, убрав из нее кропотливую ручную работу и влияние непредсказуемого человеческого фактора.

Следующим шагом, который намерены предпринять ученые, является создание сложной микроэлектромеханической системы с множеством «копий» наноинъекторов, при помощи которых можно будет производить генетическую модификацию сотен тысяч клеток за один раз.

«Не стоит бояться, это будет использовано не для создания животных или людей-мутантов. Таким способом мы получим возможность проведения генной терапии при помощи культур клеток, изъятых прямо из тела пациента» – рассказывает профессор Брайан Дженсен.




Кстати, вот в этом году Китайские ученые заявили, что им впервые в истории удалось внести изменения в генетический код человеческих эмбрионов.
Исследовательская группа из Университета Сунь Ятсена в Гуанчжоу сумела заменить участок ДНК, ответственный за развитие серьёзного заболевания. Потенциально вмешательство такого рода может привести со временем к излечению многих генетических заболеваний и даже дать человечеству возможность корректировать внешние и интеллектуальные недостатки ребёнка до его рождения. При правильном подходе и тщательном исследовании в ближайшем будущем будет возможным сделать поколение супер-людей во многих смыслах этого слова.

Хотя, этого может так и не произойти, так как многие ученые пытаются заблокировать все исследования с использованием CRISPR технологии по изменению ДНК, дабы не нарушить «этические принципы» вмешательства в процессы природы, хоть, для многих людей также очевиден тот факт, что реконфигурация ДНК не сильно то и отличается от реконфигурации различных молекул, состоящих из подобных же «блоков данных» природы.

(Завершающая)

Результаты исследований

По словам учёных, для работы использовались зиготы, которые не могли развиться в жизнеспособный плод. При этом из 86 зигот в процессе выжила только 71, а из выживших лишь у четырёх удалось заменить «проблемный» участок ДНК. В результате учёные признали использованную технологию слишком «сырой».

Работа вызвала споры и об этической стороне вопроса, так как изменение генома человека во многих странах мира находится под запретом, и исследования проводятся в основном за пределами Европы и США.

Как сообщает издание о науке N+1, крупнейшие научные журналы Nature и Science отказались публиковать результаты исследования китайских учёных. В результате оно вышло на страницах Protein & Cell, а Nature выпустил краткий обзор и указал на возобновление этических дебатов.

Зимой 2014 года китайские исследователи опубликовали данные по редактированию генома мартышек, который также удалось изменить на уровне зиготы. Эффективность процедуры была значительно выше и заставила экспертов говорить о прорыве в генетике.

Как Carl Zimmer отмечает в National Geographic, было несколько серьезных проблем с работой, в том числе с тем, что методика CRISPR часто не попадала в цель, вставляя ДНК в неправильное место в геноме. «Такая осечка не только не исправила бы заболевание»- пишет Zimmer «Но это могло бы даже создать его» Он добавляет, что, несмотря на эту, и другие ошибки, не было в работе исследователей ничего того, что могло бы «концептуально испортить» использование методики CRISPR для редактирования человеческих генов. Будущая работа и исследования, скорее всего, улучшат точность и эффективность методики. Тем не менее, это приведет только к новым и более глубоким проблемам.