Группа исследователей под руководством физика Матьяжа Хумара из Института Йожефа Стефана достигла невероятного результата, создав 3D-объекты прямо внутри человеческой клетки. Среди созданных объектов оказался миниатюрный слон высотой всего около десяти микрон, а также специальные метки-штрихкоды, позволяющие отслеживать индивидуальные клетки.
Эта разработка представляет собой важный прорыв в биологии и медицине, поскольку позволяет взаимодействовать с живыми клетками совершенно новым способом, минуя необходимость редактирования их ДНК.
Технологическая основа проекта
Метод, применённый командой учёных, называется двухфотонная полимеризация. Суть метода заключается в следующем: при воздействии двумя фотонами света одновременно происходит затвердение специальной жидкости-фоторезиста, образуя твёрдые структуры именно там, куда направлен луч лазера. Благодаря этому возможно создание сверхточных трёхмерных конструкций с высокой степенью детализации.
Для проведения эксперимента внутрь клетки была введена специальная жидкость, содержащая фоточувствительные частицы. Затем с помощью точно направленного лазера учёные сформировали необходимые конструкции, такие как фигурка слона или другие элементы. Оставшиеся незадействованные материалы впоследствии удалялись из клетки.
Несмотря на то, что этот процесс является достаточно деликатным и потенциально опасным для клетки, эксперимент показал впечатляющие результаты: некоторые клетки пережили вмешательство и даже продолжали размножаться, передавая отпечатанные объекты своим потомкам.
Однако существовала и обратная сторона медали: большинство обработанных клеток погибло спустя сутки после процедуры. Исследователи отмечают, что одной из основных проблем остаётся высокая токсичность используемых веществ и самого процесса печати.
Учёные подчеркнули, что необходимы дальнейшие разработки менее вредных методов доставки материала внутрь клетки, либо поиски альтернативных способов проникновения вещества без повреждения мембраны.
Перспективы и возможности новой технологии
Авторы предполагают широкий спектр возможных применений разработанной ими методики. Помимо отслеживания поведения клеток с помощью уникальных маркеров («штрих-кодов»), новые методы позволяют формировать внутриклеточные механизмы и инструменты для изучения внутренней механики клетки.
Кроме того, особый интерес представляют созданные учёными микрокристаллы, которые способны функционировать как микролазеры. Эти маленькие устройства могут использоваться для детального анализа химического состава среды внутри клетки и диагностирования различных заболеваний.
Исследовательская группа подчёркивает важность своего открытия, называя его революционным методом воздействия на клетки без вмешательства в их гены. Они уверены, что эта методика станет важным инструментом для будущих исследований и лечения болезней.
Таким образом, открытие немецких и словенских ученых даёт надежду на разработку новых эффективных подходов в лечении заболеваний, основанных на непосредственном взаимодействии с внутренними структурами клетки.
