Исследователи Калифорнийского университета в Санта-Крузе разработали роботизированную систему «нанобиопсии», позволяющую производить забор образцов биоматериала из клетки, не убивая ее. Другие технологии для подобных целей подразумевают, что анализируемая клетка не выживает.

По словам авторов технологии, техника проведения «нанобиопсии» из единственной клетки является мощным инструментом для ученых, изучающих динамические процессы, которые происходят в клетках. Ученые получают возможность взять биопсию из клетки и вернуться к той же клетке еще несколько раз, не убивая ее.

Платформа для нанобиопсии предполагает использование нанопипеток — стеклянных трубок с наконечником диаметром всего 50−100 нанометров. Однако проблема состоит в том, что наконечник нанопипетки не виден даже в мощный микроскоп. В результате для точного определения местонахождения наконечника по отношению к клетке используется микроскоп, сканирующий ионную проводимость. Система использует ионный ток, проходящий через кончик нанопипетки, в качестве сигнала обратной связи. Например, по падению напряжения тока она обнаруживает, что наконечник приблизился к поверхности клетки. Далее автоматизированная система располагает кончик нанопипетки над поверхностью клетки и быстро протыкает им клеточную мембрану.

Отслеживание электрического напряжения позволяет проводить контролируемое поглощение нанопипеткой ничтожного количества клеточного материала, вызывая минимальное разрушение клетки.

В исследовании, опубликованном в журнале ACS Nano, система использовалась для извлечения из живых клеток материала объемом примерно в 50 фемтолитров (фемтолитр — одна квадриллионная часть литра), что составляет около 1% от объема человеческой клетки. Ученые смогли извлечь РНК из отдельных человеческих раковых клеток, митохондрии из человеческих фибробластов и секвенировали митохондриальную ДНК.

Утверждается, что у новой технологии есть множество потенциальных применений. В частности, она может помочь пролить свет на связь мутаций в митохондриальном геноме и развитием нейродегенеративных заболеваний. Также метод «нанобиопсии» может быть полезен онкологам и биологам, изучающим стволовые клетки.

По сообщению phys.org