Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Клеточная биология.
Ученые разработали новый метод введения реагентов и других материалов в клетки и эмбрионы, что является значительным достижением в этой области исследований. В своей работе, опубликованной в журнале Development, исследователи описали систему VitelloTag, которая позволяет доставлять реагенты в клетки совершенно новым способом.
При использовании игл для инъекций в эмбрионы или развивающиеся клетки, иглы должны быть очень маленькими и обычно изготавливаются путем нагревания и вытягивания тонких стеклянных капилляров. В процессе нагрева, вытягивания и разрыва капилляра образуются две длинные и тонкие иглы. Эти хрупкие микроиглы затем используются в технике, называемой микроинъекцией. Однако яйца некоторых животных имеют прочные мембраны, которые трудно преодолеть, не сломав иглы.
«Вы должны создавать изысканные, супер-острые иглы для микроинъекций в некоторых организмах, и они все равно ломаются», — отметил ведущий автор исследования Зак Шварц, ассистент-ученый из Морской биологической лаборатории (MBL).
Существует и множество других сложностей. Например, некоторые яйца развиваются очень быстро, поэтому окно для инъекции короткое. Микроинъекции часто имеют низкий уровень успеха. В этой работе исследователи вдохновились энергоснабжающим белком вителлогенином, который содержится в желтках большинства яиц животных.
Шварц отметил, что этот белок образуется вне яичника и может перемещаться через кровообращение, чтобы достичь яичника, где яйца его поглощают. Исследователи использовали этот процесс. Они взяли небольшую часть очень большого белка вителлогенина, которая связывается с рецепторами на поверхности яйцеклетки. Эта часть состоит всего из десяти аминокислот, поэтому к ней можно присоединить другой груз, например, реагенты для редактирования генов CRISPR-Cas9.
«Таким образом, вы можете оставить свои яйца в небольшой чашке Петри, добавить VitelloTag, прикрепленный к Cas9, и яйца просто впитают его в массовом порядке, вместо того чтобы вводить их один за другим», — объяснил Шварц.
VitelloTag был успешно использован на двух видах, которые используются в биологии развития: морской звезде и желудочном черве. Другие исследователи, вероятно, применят этот метод и к другим видам.
Поскольку вителлогенин высоко консервативен, или в основном сохраняет свою последовательность у животных, возможно, инструмент даже не потребуется адаптировать для использования с другими моделями животных. «Но самое приятное то, что мы разработали методику, позволяющую создавать индивидуальные версии VitelloTag, которые могут работать в случае, если наша первая версия не подходит для определенного вида», — добавил Шварц.
CRISPR-Cas9 обычно вводится в клетки с помощью микроинъекций. Высококвалифицированный исследователь может достичь успеха в 90% случаев с эмбрионами некоторых видов. С помощью VitelloTag команде удалось достичь только 30% проникновения. Однако VitelloTag можно быстро добавить в чашку с множеством клеток.
Если VitelloTag используется на чашке с 500 яйцами, например, 30% проникновения все равно «хорошо», — сказал Шварц. «А для такого животного, как желудочный червь, где инъекция чрезвычайно сложна, VitelloTag имеет много преимуществ. Вы получите гораздо лучшие результаты, чем когда-либо прежде».
Источники: Морская биологическая лаборатория, Development
Статья подготовлена изданием Лаборант - журнал об аналитической химии. Подписывайтесь так же на наш телеграм-канал о научных новостях Клеточная биология.
