|
Новый метод молекулярной инженерии
|
|
|
|
Новый метод молекулярной инженерии может точно влиять на развитие органоидов. Микрошарики, изготовленные из специально свернутой ДНК, используются для высвобождения факторов роста или других сигнальных молекул внутри тканевых структур. В результате получаются значительно более сложные органоиды, которые гораздо лучше имитируют соответствующие ткани и имеют более реалистичный состав клеток, чем раньше.
|
|
|
|
Эту методику разработала междисциплинарная исследовательская группа из Кластера передового опыта "3D Matter Made to Order" с исследователями из Центра изучения организмов и Центра молекулярной биологии Гейдельбергского университета, университетского центра BioQuant, а также Института медицинских исследований Макса Планка в Гейдельберге. Исследование было опубликовано в журнале Nature Nanotechnology.
|
|
|
|
Органоиды - это миниатюрные органоподобные тканевые структуры, полученные из стволовых клеток. Они используются в фундаментальных исследованиях для получения нового представления о развитии человека или для изучения развития болезней.
|
|
|
|
"До сих пор было невозможно контролировать рост таких тканевых структур изнутри", - утверждает доктор Кассиан Афтинг, врач-ученый из Центра изучения организмов (COS).
|
|
|
|
"Используя новую методику, мы теперь можем точно определить, когда и где в растущей ткани высвобождаются ключевые сигналы развития", - подчеркивает Тобиас Вальтер, биотехнолог и докторант Центра молекулярной биологии Гейдельбергского университета (ZMBH) и Института медицинских исследований Макса Планка в Гейдельберге.
|
|
|
Междисциплинарная исследовательская группа, состоящая из биологов, врачей, физиков и материаловедов, создала микроскопически маленькие частицы ДНК, которые могут быть "загружены" белками или другими молекулами. Эти микрогранулы вводятся в органоиды и высвобождают свой груз под воздействием ультрафиолетового излучения. Это позволяет высвобождать факторы роста или другие сигнальные молекулы в любой момент времени и в любом месте развивающейся ткани.
|
|
|
|
Исследователи протестировали этот процесс на органоидах сетчатки японской рисовой рыбы медака, аккуратно введя в ткань микрогранулы, заряженные сигнальной молекулой Wnt. Впервые им удалось индуцировать образование пигментных эпителиальных клеток сетчатки — внешнего слоя сетчатки — рядом с нервной тканью сетчатки. Ранее добавление Wnt в питательную среду вызывало образование пигментных клеток, но подавляло развитие нервной ткани сетчатки.
|
|
|
|
"Благодаря локализованному высвобождению сигнальных молекул мы смогли добиться более реалистичного сочетания типов клеток, тем самым более точно имитируя естественный клеточный состав рыбьего глаза, чем при использовании обычных клеточных культур", - объясняет профессор Керстин Гепфрих, исследователь в области синтетической биологии из ZMBH и Институт медицинских исследований имени Макса Планка.
|
|
|
|
По мнению ученых, ДНК-микрошарики могут быть гибко адаптированы для транспортировки множества различных сигнальных молекул в различные типы культивируемых тканей.
|
|
|
|
"Это открывает новые возможности для инженерной органоидов с улучшенными сотовой сложности и организованности", - утверждает профессор д-р Йоахим Wittbrodt, который руководил научно-исследовательской работы совместно с проф. Gopfrich.
|
|
|
|
"Более сложные органоидные модели могли бы ускорить исследования в области развития человека и болезней и потенциально привести к совершенствованию исследований лекарств на основе органоидов", - утверждает гейдельбергский биолог-эволюционист, чья исследовательская группа находится в COS.
|
|
|
|
Новая технология создания более сложных органоидов была разработана в рамках кластера передового опыта "3D Matter Made to Order", который совместно реализуется Гейдельбергским университетом и Технологическим институтом Карлсруэ.
|
|
|
|
Источник
|
