Новости химической науки > Быстрая сортировка клеток с помощью ДНК

Новая магнитная система сортировки клеток основана на принципах, которые исследователи позаимствовали у наноустройств на основе ДНК. Новый подход может помочь исследователям в быстром выделении клеток различного типа из смесей сложного состава.

Способы отделения больных клеток от здоровых лежат в основе целого ряда диагностических подходов. Методики разделения клеток также необходимы для изучения иммунного отклика, а также других, более сложных биологических систем. Можно отметить, что методы магнитной сортировки уже достаточно неплохо отработаны, однако при одновременном наличии в системе нескольких типов клеток или других биологических мишеней процесс разделения значительно усложняется, а также увеличивается время, необходимое для проведения такого разделения.

Кристин Пробст (Christine Probst) из Университета Вашингтона (Сиэтл) поясняет, что разработанный в ее группе метод, позволяющий одновременно сортировать большое количество различных молекулярных мишеней, основан на принципе «замещения нитей», более известный исследователям в области нанотехнологий ДНК. Пробст отмечает, что первоначально новый метод рассматривался как «сумасшедшая» идея, о которой не было понятно – сработает она или нет, но идея сработала, и сработала хорошо.

Новая методика позволяет осуществлять разделение клеток с большей скоростью. (Рисунок из J. Am. Chem. Soc., 2011, DOI: 10.1021/ja2072324)

Метод замещения нитей ДНК основан на том, что пара комплементарных нитей ДНК может быть «расплетена» за счет введения в систему другой, более длинной нити ДНК, комплементарной одной из них. В настоящее время специалисты по молекулярным устройствам используют это расплетение и сплетение для управления молекулярными двигателями и молекулярными переключателями. Исследователи из группы Пробст предположили, что эффект замещения можно применить и для последовательного высвобождения клеток, необходимого для их сортировки.

Доказательства возможности такого способа разделения было продемонстрировано с помощью набора окрашенных бусин, к поверхности каждой из таких бусин был привит определенный белок, отвечающий за иммунный отклик, каждая из этих бусин, изображавших собой клетки, высвобождалась в ходе одного цикла замещения нити, после чего селективно. На начальном этапе происходит спаривание связанной с антителом ДНК (антитело распознает иммунный белок, нанесенный на окрашенную бусину) и комплементарной нитью ДНК, прикрепленной ко второй, магнитной, бусине. При появлении в системе третьей нити ДНК происходит распаривание системы, окрашенная бусина высвобождается, и отбирается часть образца, не обладающая магнитными свойствами.

Весь процесс разделения сложной смеси занимает не более пары часов, в том время как для существующих в настоящее методов для разделения смеси подобного типа потребовалось бы не менее пяти часов; чистота отдельных разделенных образцов составляет не менее 95%. Хотя чистота отбираемых бусин одного типа уменьшалась в случае, если один из компонентов в модельной смеси был в значительном недостатке, однако Пробст полагает, что процесс может быть оптимизирован за счет подбора и направленного дизайна последовательностей ДНК.

Источник: J. Am. Chem. Soc., 2011, DOI: 10.1021/ja2072324

метки статьи: #аналитическая химия, #биомедицинские микроприборы, #биохимия, #медицинская химия, #нанотехнологии, #химия поверхности