Nanokapselit, joissa on kemiallinen kuorma, tunkeutuivat elävän solun ytimeen

Nanokapselit, joissa on kemiallinen kuorma, tunkeutuivat elävän solun ytimeen
Nanokapselit, joissa on kemiallinen kuorma, tunkeutuivat elävän solun ytimeen
Anonim

Biologit ovat kehittäneet ja testanneet onnistuneesti järjestelmän, joka kuljettaa tarvittavat aineet solun ytimeen. Tutkijat aikovat käyttää samanlaisia järjestelmiä lääkkeiden kohdennetussa jakelussa.

Saavutus kuvataan tieteellisessä artikkelissa, joka on julkaistu PNAS -lehdessä.

Solun ydin suojaa DNA: taan väkivaltaisilta kemiallisilta prosesseilta sytoplasmassa. Kaikki aineet eivät pääse tähän perinnöllisten tietojemme linnoitukseen.

Ytimen kalvossa (seinämässä) on tulo- ja ulostulojärjestelmä, jota kutsutaan ydinhuokosiksi. Tämän nimen ei pitäisi olla harhaanjohtava: tässä tapauksessa huokoset eivät ole kirjaimellisesti reikiä.

Ydinhuokos on proteiinimolekyylien kompleksi, joka kuljettaa tarvittavat aineet ytimeen ja takaisin. Päästäkseen pyhään pyhään molekyylillä tai hiukkasella on oltava erityinen kemiallinen tunniste. Kehot, joilla ei ole tätä "tiivisteväylää", eivät kulje huokosten läpi. Ainoat poikkeukset ovat hyvin pienet esineet (alle viisi nanometriä), joita "vartijat" eivät yksinkertaisesti pysty saamaan kiinni.

Jotkut virukset ovat kehittyneet huijaamaan tätä valvontajärjestelmää matkimalla kemiallisen pääsylipun. Tutkijat käyttävät samaa temppua luodakseen ytimen läpi tunkeutuvia nanomittakaavan esineitä.

Eri tieteelliset ryhmät ovat kokeilleet kullan, piioksidin ja muiden aineiden nanohiukkasia. Tällainen nanohiukkanen on kuin primitiivinen tykinkuula: vain kiinteä metalli- tai muu materiaali.

Tällä kertaa tutkijat asettivat itselleen vaikeamman tehtävän: luoda kapseleita, jotka tallentavat halutun aineen sisälle ja vapauttavat sen saapuessaan paikalle. Jatkamalla tykistöanalogiaa voimme verrata niitä nykyaikaisiin kuoriin: lataus on piilotettu ohuen kuoren alle, ei vain räjähteitä, vaan lääkkeitä.

Kapselikuori koostui bioyhteensopivista polymeereistä, jotka oli merkitty kemiallisesti, jotta ne pääsisivät ytimeen. Tältä osin kirjoittajat kutsuvat niitä polymeereiksi (kreikkalaisesta "soma" - runko).

"Nämä polymeerit, joiden koko on noin 60 nanometriä, on suljettu joustavaan polymeerikuoreen, joka jäljittelee luonnollisia kalvoja", sanoo toinen kirjoittaja Cornelia Palivan Baselin yliopistosta.

Tutkija toteaa, että polymeerikalvot ovat vakaampia ja toimivampia kuin lipidit, jotka ympäröivät solun pieniä organelleja - rakkuloita.

Rakeiden kemiallisena täyteaineena käytettiin erilaisia väriaineita. Tulevaisuudessa huumeiden pitäisi korvata paikkansa.

Biologit testasivat aivotyylinsä HeLa -soluviljelmällä. Muista, että tämä on ihmisen syöpäsolulinja, joka alkoi vuonna 1951 yhdestä potilaasta otetusta solusta. Syöpä -eukaryoottisoluilla, toisin kuin tavallisilla, ei ole rajoituksia jakautumisten määrälle: tällaisen solun mielivaltaisesti etäinen "jälkeläinen" voi jakautua uudelleen. Siksi HeLa on toiminut kokeellisena materiaalina monenlaisille tutkimuksille, jotka vaativat ihmissoluja seitsemän vuosikymmenen ajan.

Kokeet osoittivat, että kapselien sisällä olevat väriaineet todella kertyivät solun ytimeen. Tutkijat ovat vahvistaneet tämän useilla mikroskooppisilla menetelmillä.

Tutkijat ovat myös lanseeranneet erän kapseleita, joilla ei ole kemiallista "passia". Niissä varautuneet aineet eivät päässeet ytimeen. Tämä osoittaa, että järjestelmä toimii täsmälleen kehittäjien tarkoittamalla tavalla.

Suositeltava: