Предложена методика отображения процесса дифференциации стволовых клеток
 Один из членов исследовательской группы. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Информационная РНК является формой РНК, позволяющей переносить генетическую информацию в клетке. Она действует в качестве шаблона для создания белков и синтезируется из матричной ДНК в рамках процесса, известного как транскрипция. Когда динамика информационных РНК нарушена, могут возникать патологические нарушения, такие как прерывание эмбрионального развития и клеточная смерть.
Изображение поведения информационной РНК в режиме реального времени крайне сложная задача. И до сих пор большинство применявшихся методик не позволяло добиться желаемого результата. Но совместная команда ученых из National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering при National Institutes of Health (США) и Xidian University (Китай) сообщила о разработке нового нанокомплекса, содержащего несколько зондов для изображения информационной РНК, которые могут извлекать пространственную и временную информацию из различных последовательностей молекулы.
В качестве основы своего метода ученые использовали наночастицы золота. Данное «ядро», функционализированное плотным слоем стабильных дитиол-модифицированных олигонуклеотидов ДНК, было гибридизировано при помощи покрытых флуорофором последовательностей-«репортеров». Флуорофор, присоединенный к последовательности-репортеру, не флуоресцирует, если при этом он соединен с сердечником из золотой наночастицы. Однако флуоресценция активизируется, если он присоединяется к информационной РНК. Сама информационная РНК при этом гибридизуется с ДНК-олигонуклеотидами на наноострие (лучше притягиваясь к этой ДНК, нежели к существующим генам-репортерам).
Разработанная таким образом методика позволяет в режиме реального времени визуализировать информационные РНК без каких-либо артефактов. Кроме того, предложенный нанокомплекс стабилен в цитозоле клетки, устойчив к эндонуклеазам, которые в противном случае могли бы разрезать его, и довольно быстро реагирует на информационные РНК.
При использовании созданного таким образом наноострия вместе с компьютерным ПО для обработки изображений, исследователи смогли проследить, как информационная РНК проявляет себя в дифференцировании нейронных стволовых клеток. Эта дифференциация играет решающую роль, как в развивающейся, так и во взрослой нервной системе. Таким образом, предложенная техника в перспективе может использоваться в качестве скрининговой платформы для лечения нейродегенеративных заболеваний, к примеру болезней Альцгеймера и Паркинсона, а также травм головного мозга.
Подробные результаты работы опубликованы в журнале ACS Nano.
В данный момент исследовательская группа занята усовершенствованием предложенного нанокомлпекса для изучения малых интерферирующих РНК или микроРНК в регуляции дифференциации нервных стволовых клеток. Одновременно они пытаются оптимизировать систему и адаптировать ее к различным типам клеток, чтобы, в конечном счете, создать универсальный нанокомплекс для использования в фундаментальных химических и биологических исследованиях в регенеративной медицине.
Также по теме:
- Изучение микроРНК дрозофил позволило расширить представления о старении
- В геноме человека выявляются двойники тРНК
- Фрагменты генома, функция которых неизвестна, могут играть ключевую роль в рождении новых белков
- Японские ученые предложили новый биосенсор
- ДНК, предоставляющая информацию о происхождении дрожжей, помогает эволюционным биологам
Источники: