Наноигла доставляет квантовые точки прямо в ядро клетки

Исследователи из Университета Иллинойса разработали крошечную иглу для доставки молекул прямо в ядро клетки, что позволяет заглянуть внутрь её центра.

Понимание процессов внутри клеточного ядра, где хранится ДНК и происходит транскрипция генов, может привести к лучшему пониманию генетики и факторов регуляции экспрессии. Учёные использовали белки или красители для отслеживания активности в ядре, но они могут быть большими и чувствительными к свету, что затрудняет их использование с простыми методами микроскопии.

Исследователи изучают класс наночастиц — квантовые точки. Это крошечные частицы полупроводникового материала размером в несколько молекул, которые можно использовать для мониторинга микроскопических процессов и клеточных условий. Они обладают преимуществами малого размера, яркой флуоресценции для лёгкого отслеживания и отличной стабильности на свету.

Профессор Мин-Фэн Ю и его коллеги разработали наноиглу, которая также служит электродом и может доставлять квантовые точки непосредственно в ядро клетки — в конкретную точку внутри ядра. Затем исследователи могут многое узнать о физических условиях внутри ядра, наблюдая за квантовыми точками с помощью стандартного флуоресцентного микроскопа.

Как это работает:

• Игла создана из одной нанотрубки шириной всего 50 нанометров, покрытой очень тонким слоем золота, что создаёт наноразмерный электрод-зонд.
• Игла загружается квантовыми точками.
• Небольшой электрический заряд высвобождает квантовые точки из иглы. Это обеспечивает уровень контроля, недостижимый другими методами доставки молекул, которые предполагают постепенную диффузию по всей клетке и в ядро.

Ключевые преимущества:

• Контроль: Возможность вставить наноиглу в определённое место и высвободить молекулы в конкретный момент биологического процесса.
• Минимальное повреждение: Игла настолько мала, что прокалывает клетку с минимальными нарушениями.
• Точность доставки: Можно точно доставить груз в определённую область ядра или других клеточных органелл.

Новая техника открывает новые пути для исследований. Команда надеется усовершенствовать наноиглу как электрод и систему доставки молекул, а также изучить её потенциал для доставки других типов молекул — фрагментов ДНК, белков, ферментов и других — для изучения множества клеточных процессов.

Результаты работы опубликованы в выпуске журнала Small от 4 октября.