Митохондрии смогли эффективно перенести в клетки млекопитающих
Митохондрии, которые часто называют «энергетическими станциями» клетки, содержат в себе ДНК, которая передается ребенку только от матери. Наследственные или приобретенные мутации митохондриальной ДНК могут значительно ухудшить выработку энергии клетками и привести к серьезным заболеваниям. Пока что манипулировать митохондриальной ДНК ученые умеют хуже, чем ядерной.
Однако методы контроля этих молекул позволят ученым создать новые виды терапии для лечения расстройств, вызванных мутациями в митохондриальной ДНК. Современные подходы достаточно ограничены в возможностях и сложны — они применимы только для очень небольшого количества клеток.
Авторы нового исследования, опубликованного в журнале Cell Reports, представили устройство MitoPunch, которое способно переносить митохондрии в 100 000 и более клеток-реципиентов одновременно. Оно простое в эксплуатации и позволяет осуществлять последовательный перенос митохондрий и находящейся в них митохондриальной ДНК. Устройство способно выделять органеллы из различных типов донорских клеток и перемещать их в практически любые клетки-реципиенты. Интересно, что MitoPunch работает не только для человеческих клеток, но и для клеток других животных, например, мышей.
В основе MitoPunch лежит ранее разработанная технология и устройство под названием «фототермический нанонож» (photothermal nanoblade), которое команда разработала в 2016 году. Но в отличие от «наноножа», для работы которого требуются сложные системы лазеров, MitoPunch, чтобы двигать изолированную митохондриальную ДНК, использует давление суспензии через пористую мембрану, покрытую клетками.
Исследователи предполагают, что этот градиент давления позволяет прокалывать клеточные мембраны в определенных местах, позволяя митохондриям проникать в клетки-реципиенты. После такой трансплантации целостность мембраны восстанавливается благодаря внутренним механизмам клетки.
Биологи уже умеют достаточно хорошо изменять ядерную ДНК, но с митохондриальной у ученых пока возникают проблемы. Теперь исследователи создали устройство, которое может переносить митохондрии с ДНК внутрь практически любой клетки быстро и эффективно