«Поистине удивительно»: квантовые точки успешно синтезированы внутри живых клеток!

 Недавнее исследование демонстрирует синтез квантовых точек (КТ) в ядрах живых клеток. Исследование провели доктор Ху Юйси, доцент Ван Чжи-Ган и профессор Пан Дай-Вэнь из Нанкайского университета.

При изучении синтеза КТ в клетках млекопитающих было обнаружено, что обработка глутатионом (GSH) усиливает восстановительную способность клеток. Образовавшиеся КТ не были равномерно распределены внутри клетки, а концентрировались в определенной области. В ходе серии экспериментов было подтверждено, что эта область действительно является ядром клетки (как показано на рисунке). Доктор Ху сказал: «Это действительно потрясающе, почти невероятно».

Понимание молекулярных механизмов

Доктор Ху и его наставник профессор Пан попытались объяснить молекулярный механизм синтеза квантовых точек в ядре клетки. Было обнаружено, что GSH играет значительную роль. В ядре имеется транспортный белок GSH, Bcl-2, который транспортирует GSH в ядро в больших количествах, усиливая восстановительную способность внутри ядра и способствуя образованию предшественников Se. В то же время GSH может также подвергать тиоловые группы белкам, создавая условия для генерации предшественников Cd. Сочетание этих факторов в конечном итоге обеспечивает обильный синтез квантовых точек в ядре клетки.

Слева направо: изображения флуоресценции КТ, изображения флуоресценции красителя, окрашивающего ядра, и их слияние. На этом рисунке видно, что при обработке GSH флуоресцентные КТ выращивались в ядрах живых клеток. Se’ означает Na2SeO3; Cd’ означает CdCl2. (Фото: scitechdaily.com)

Профессор Панг заявил: «Это потрясающий результат; эта работа обеспечивает точный синтез КТ в живых клетках на субклеточном уровне». Он продолжил: «Исследования в области синтетической биологии в основном сосредоточены на синтезе органических молекул живыми клетками посредством обратной генетики. Редко мы видим синтез неорганических функциональных материалов живыми клетками. Наше исследование не предполагает сложных генетических модификаций; он достигает целевого синтеза неорганических флуоресцентных наноматериалов в клеточных органеллах, просто регулируя содержание и распределение GSH внутри клетки. Это устраняет недостаток синтетической биологии в синтезе неорганических материалов».

Хотя синтез органических веществ в клетках остается преобладающим в области биосинтеза, эти исследования, несомненно, открывают путь к синтезу неорганических материалов в синтетической биологии. Профессор Панг сказал: «Каждое из наших достижений — это новая отправная точка. Мы твердо верим, что в ближайшем будущем мы сможем использовать клеточный синтез для производства нанолекарств или даже нанороботов в определенных органеллах. Более того, мы можем трансформировать клетки в суперклетки, позволяя им совершать невообразимые вещи».

Источник