Квантовые точки научились выращивать в ядре живых клеток

National Science Review опубликовал исследование о синтезе квантовых точек (QDs) в ядре живых клеток, проведённое доктором Ху Юси, доцентом Ван Чжи-Ганом и профессором Пан Дай-Вэнем из Нанкайского университета.

При изучении синтеза QDs в клетках млекопитающих было обнаружено, что обработка глутатионом (GSH) усиливает восстановительную способность клетки. Образовавшиеся QDs распределялись внутри клетки не равномерно, а концентрировались в определённой области.

Серия экспериментов подтвердила, что эта область — именно клеточное ядро. Доктор Ху отметил: «Это действительно потрясающе, почти невероятно».

Доктор Ху и его научный руководитель профессор Пан попытались выяснить молекулярный механизм синтеза квантовых точек в ядре. Оказалось, что ключевую роль играет GSH. На ядре находится транспортный белок для GSH — Bcl-2, который в больших количествах переносит GSH в ядро, усиливая его восстановительную способность и способствуя генерации предшественников Se.

Одновременно GSH может экспонировать тиольные группы на белках, создавая условия для генерации предшественников Cd. Совокупность этих факторов в итоге позволяет осуществлять обильный синтез квантовых точек в ядре клетки.

Профессор Пан заявил: «Это захватывающий результат; данная работа достигает прецизионного синтеза QDs в живых клетках на субклеточном уровне. Исследования в области синтетической биологии в основном сосредоточены на синтезе в живых клетках органических молекул методами обратной генетики.

Редко можно увидеть синтез в живых клетках неорганических функциональных материалов. Наше исследование не включает сложных генетических модификаций; оно достигает целевого синтеза неорганических флуоресцентных наноматериалов в клеточных органеллах просто за счёт регуляции содержания и распределения GSH внутри клетки. Это восполняет пробел в синтетической биологии в отношении синтеза неорганических материалов».

Хотя синтез органических материалов в клетках по-прежнему преобладает в области биосинтеза, данное исследование, несомненно, прокладывает путь для синтеза неорганических материалов в синтетической биологии.

Профессор Пан сказал: «Каждое наше достижение — это новая отправная точка. Мы твёрдо верим, что в ближайшем будущем сможем использовать клеточный синтез для производства нанолекарств или даже нанороботов в заданных органеллах. Более того, мы сможем превращать клетки в суперклетки, позволяя им делать немыслимые вещи».