新型“纳米镊子”可在无损活细胞条件下提取DNA链

2019.02.26 09:13

科学家称这一最新进展是他们工具箱的“重要补充”,可以帮助他们更详细地研究患病细胞。他们指出,这将改善专家如何开发治疗严重疾病的方法,并最终有效改善生活质量。

这项研究是由英国伦敦帝国理工学院负责,揭示这个50纳米宽的微型镊子如何改变科学家研究人体最小部位的方式。1纳米是1毫米的百万分之一,人类头发平均直径为10万纳米。

到目前为止,细胞必须被杀死或者破裂,才能移除和提取DNA等较小成分。这种纳米镊子是由一根带有两个电极的玻璃棒构成,电极采用类似石墨的碳基材料制造。

纳米镊子可以插入一个活细胞中移除内部部分,例如:作为细胞动力源的线粒体。在双向电泳过程中,电流被用于捕捉研究人员想要提取的任何物质。

在双向电泳中,粒子被电流拉向两个方向时,本质上会产生磁化。所有粒子在相同程度上会被电场吸引,这就是为什么头发会朝向静电气球竖立起来,并且头发会自然地向最强电源方向移动。

通过使用两个电源,科学家可以使用纳米镊子将DNA或者线粒体悬浮起来,就好像它是两块磁铁之间的一块金属。这一过程不会破坏分子,而这种锋利的微型玻璃工具意味着可以在不破坏细胞的情况下移除细胞。

研究人员亚历克斯•伊万诺夫(Alex Ivanov)博士说:“这些纳米镊子对于工具箱是一个‘重要补充’,可用于操控单个细胞以及细胞组件。通过在分子等级上研究活细胞,我们以前所未有的空间分辨率,在多个时间点从同一位置提取单个分子。”

这可能会让我们更深入地了解细胞过程,以及为什么相同类型细胞彼此之间会有很大差异。其中一个实例是如何从神经细胞中提取线粒体,神经细胞需要大量能量,所以存在大量线粒体,移除线粒体可以揭示神经退行性疾病(例如:多发性硬化症)患者的细胞变化。

同时,移除人体DNA将帮助科学家在不同类型细胞中寻找致病变化和突变,这项研究报告发表在《自然纳米技术》杂志上。