Разработан новый способ изучения генов с помощью ультразвука

Анастасия Мячина – 28 сентября 2019

Ученые разрабатывают методику визуализации экспрессии генов млекопитающих с помощью ультразвука путем объединения человеческих бактерий и вирусной ДНК.

Микробиологи в своих исследованиях чаще всего используют функции репортёрных генов для внутриклеточного изучения механизмов. Но, к сожалению, способ распознавания репортёрных генов действенен только там, где он может быть увиденным, то есть продолжение такого рода исследования зависит от способности изучаемой ткани пропускать свет для того, чтобы репортёрный ген был замечен.

Команда, состоящая из Шапиро, профессора химического машиностроения и исследователя из Медицинского исследовательского института наследия, аспиранта Араша Фархади и их коллег, разработала репортерный ген, который позволяет им видеть генетическую активность с помощью ультразвука, который может глубоко проникать через ткани, вместо света. Результаты исследований были опубликованы на сайте Калифорнийского университета.

Для более детальной разработки таких «акустических репортерных ген» Фархади и Шапиро позаимствовали белки у плавучих бактерий, которые содержат в себе белковые отсеки, а внутри них содержатся крошечные пузырьки с воздухом, называемые газовыми пузырьками. Помимо плавучести, газовые пузырьки обладают еще одним полезным свойством: они сильно проявляются при ультразвуковом исследовании, как продемонстрировали полученные результаты экспериментов от лаборатории Шапиро в 2014 году.

Чтобы превратить гены, которые кодируют белки газовых пузырьков, в репортёрный ген, Шапиро и Фархади нужно было сделать то, что никогда раньше не делалось: пересадить генетическую программу из девяти генов из бактерий в клетки млекопитающих, в данном случае клетки, полученные из почек человека (HEK клетки). Это было довольно сложным процессом, потому что в бактериях и млекопитающих чтение ген происходит совершенно различным образом. Это означает, что данный эксперимент мог ни к чему не привести, так как клетки не будут знать, что делать с чужеродной ДНК, подобно тому, как программа, написанная для Apple, не будет работать на Windows.

Ученые надеются, что биологи в дальнейшем будут использовать ультразвук во внутриклеточных исследованиях.

фото: pixabay.com