Радиоволны могут «настроить» бактерии для производства жизненно важных лекарств

Учёные из Австралии и США разработали новый, более эффективный метод внесения ДНК в бактериальные клетки, который используется для производства многих важных лекарств, например, инсулина.

Вместо применения жёстких химикатов или высоких температур для открытия клеточной стенки бактерий команда использовала высокочастотные радиоволны. Этот более щадящий подход позволил большему числу клеток принять ДНК и выжить.

Исследование под руководством Университета RMIT, проведённое совместно с другими австралийскими университетами и американской компанией WaveCyte Biotechnologies, показало, что радиоволны частотой 18 гигагерц временно «открывают ворота» в клеточной стенке бактерий E. coli. Это позволяет внедрить генетический материал, после чего клетки закрываются и продолжают нормально функционировать.

Высокая эффективность и выживаемость

Результаты показали высокую эффективность метода: 91% клеток E. coli приняли новую ДНК после трёх минут воздействия радиоволнами 18 ГГц.

Для сравнения:

• При стандартном промышленном методе «теплового шока» ДНК принимают только 77% клеток, и многие вскоре погибают от воздействия температуры.
• Более щадящие лазерные методы позволяют принять ДНК менее чем 30% клеток.

Ведущий автор, профессор Елена Иванова (RMIT), отметила, что их подход превосходит оба метода, сочетая высокую эффективность и мягкость: «В нашем процессе не используются агрессивные химические вещества или высокие температуры. В результате выживаемость клеток была выше».

Перспективы и дальнейшие шаги

Метод также показал работоспособность на эукариотических клетках (общих для животных, грибов и растений), включая модели клеточной линии PC 12, часто используемые в нейробиологии.

«Мы лишь прикоснулись к поверхности широкого спектра применений этого подхода для доставки лекарств в терапии микробиома и синтетической биологии», — заявила Иванова.

Университет RMIT совместно с WaveCyte Biotechnologies подал заявку на защиту интеллектуальной собственности на эту технологию. Генеральный директор WaveCyte доктор Стив Ванджара отметил, что метод «открывает огромные перспективы для повышения доступности критически важных методов терапии».

Первый автор исследования доктор Тхаруши Перера (RMIT и Университет Суинберна) подчеркнула, что работа демонстрирует полезные аспекты высокочастотной электромагнитной энергии: «Как мы показали, у неё есть благотворные применения. Я надеюсь, что в долгосрочной перспективе это открывает путь к новым жизненно важным методам лечения».

Исследование «Genetic Transformation of plasmid DNA into Escherichia coli using high frequency electromagnetic energy» опубликовано в журнале Nano Letters.