logo

Пользовательского поиска

Sunday 22nd of July 2018

Знакомьтесь, радиогенетика!

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
Автор: Administrator   
20.12.2014 21:48

 

Ученые экспериментировали с различными конфигурациями своей системы дистанционного контроля и установили, что лучшая из них основана на наночастице оксида железа (синие), связанной с ионным каналом (красные) определенным белком (зеленые). На снимке все три показаны в клеточной мембране.

 

Ученые экспериментировали с различными конфигурациями своей системы дистанционного контроля и установили, что лучшая из них основана на наночастице оксида железа (синие), связанной с ионным каналом (красные) определенным белком (зеленые). На снимке все три показаны в клеточной мембране. (Фото: The Rockefeller University)

 

 

Новый способ дистанционного управления активностью генов и клеток


Группа ученых из Рокфеллеровского университета (The Rockefeller University) и Политехнического института Ренсселера (Rensselaer Polytechnic Institute) разрабатывает систему, которая позволит удаленно управлять биологическими мишенями в организме живых животных – быстро, без проводов, имплантатов и химических соединений.


В статье, опубликованной в журнале Nature Medicine, исследователи описывают успешное использование электромагнитных волн с целью включения синтеза инсулина у мышей с моделью диабета. Их система включает в себя природную содержащую оксид железа наночастицу – ферритин, – активирующую ионный канал TRPV1. Под воздействием радиоволн или магнитного поля эта металлическая частица открывает канал, что, в конечном итоге, активирует ген инсулина. Вместе эти два белка функционируют как наномашина, которая может быть использована в качестве триггера экспрессии генов.

«Этот метод позволяет управлять экспрессией генов в живом организме без использования проводов и потенциально может быть применен при таких заболеваниях, как гемофилия для контроля над синтезом отсутствующего белка. Две его ключевые качественные характеристики состоят в том, что система кодируется генетически и может активировать клетки удаленно и быстро», - комментирует свою разработку Джеффри Фридман (Jeffrey Friedman), заведующий лабораторией молекулярной генетики в Рокфеллеровском университете. «Сейчас мы изучаем, можно ли использовать этот метод для контроля над активностью нейронов в качестве средства для неинвазивного модулирования активности нервных цепей».

Для удаленного управления активностью клеток или экспрессией генов в организме живого животного разработаны и другие методы. Но их возможности ограничены. Системы, использующие в качестве on/off сигнала свет, требуют постоянных имплантатов или эффективны, только если находятся близко к коже, а основанные на химических соединениях работают медленно.

В новой системе, получившей название «радиогенетика», используется сигнал, в данном случае радиоволны низкой частоты или магнитное поле, для нагревания или перемещения ферритиновых частиц. Они, в свою очередь, стимулируют открытие чувствительного к температуре канала TRPV1 в мембране клетки. Через этот канал в клетку поступают ионы кальция, активирующие синтетический фрагмент ДНК, разработанный учеными для включения экспрессии нижележащего гена, в данном случае гена инсулина.

В более раннем исследовании в качестве активирующего сигнала Джеффри Фридман и его коллеги использовали только радиоволны, но теперь для стимуляции выработки инсулина они протестировали и связанный с радиоволнами сигнал – магнитное поле – и установили, что оно оказывает аналогичное воздействие.

«Использование радиочастотного магнитного поля – большой шаг вперед в дистанционном управлении экспрессией генов, так как оно неинвазивно и адаптивно», - объясняет соруководитель исследования Джонатан Дордик (Jonathan Dordick), профессор химической и биологической инженерии из Политехнического института Ренсселера. «Вам не нужно ничего встраивать – никаких проводов, никаких световых систем,– а гены встраиваются методами генной терапии. Можно сделать портативное устройство, генерирующее магнитное поле, направляемое на определенные части тела, и использовать его для терапии многих болезней, в том числе нейродегенеративных заболеваний. На данный момент его возможности представляются неограниченными».

«Ферритин, покрытая белком железосодержащая молекула, как правило, встречается по всему организму и мыши и человека, но в наших экспериментах мы модифицировали ее, помещая частицы ферритина в разные положения, чтобы посмотреть, можно ли улучшить наши результаты», - говорит участник исследования Сара Стэнли (Sarah Stanley), старший научный сотрудник лаборатории Фридмана. «Мы установили, что связывание ферритина с каналом является наиболее эффективным».

Полученные группой положительные результаты говорят о возможности использования новой системы и в других областях. Недавно Сара Стэнли получила грант от масштабной федеральной инициативы, целью которой является создание динамической карты головного мозга. Она и ее коллеги планируют адаптировать эту систему для включения и выключения нейронов с целью изучения их роли в головном мозге.

«В этом исследовании мы показали, что открытием канала TRPV1, позволяющим ионам кальция поступать в клетку, можно включить тот или иной ген. Поскольку нейроны могут быть деполяризованы кальцием и другими положительно заряженными ионами, такими, как те, что контролируются каналом TRPV1, мы надеемся, что эта система сможет эффективно регулировать нейронную активность».

 

 

 

По материалам

‘Radiogenetics’ seeks to remotely control cells and genes

 

4

 

Оригинальная статья:

Sarah A Stanley, Jeremy Sauer, Ravi S Kane, Jonathan S Dordick & Jeffrey M Friedman. Remote regulation of glucose homeostasis in mice using genetically encoded nanoparticles

 

 

 

 

 

 

 

 

Источник: NanoNewsNet

 

 

 

 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday141
mod_vvisit_counterYesterday1222
mod_vvisit_counterThis week141
mod_vvisit_counterLast week7705
mod_vvisit_counterThis month20257
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4054703

We have: 35 guests, 1 bots online
Your IP: 54.224.83.221
 , 
Today: Июл 22, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.