МОСКВА, 31 января. /ТАСС/. Ученые из России обнаружили, что нанопроволоку из фосфида галлия можно использовать в качестве системы доставки молекул ДНК в живые клетки, способные поглощать и разрушать нитевидные нанокристаллы этого вещества. Это позволяет использовать их для доставки генной терапии в клетки, сообщил Центр научной коммуникации МФТИ.
«Когда мы планировали проведение этой работы, мы ожидали, что нам удастся добиться введения ДНК в клетки при тех или иных условиях. При этом мы не ожидали, что поглощение нитей из фосфида галлия приведет к сдвигу фотолюминесценции, а также того, что клетки смогут разрушить нанопроволоку», — пояснил директор Центра фотоники и двумерных материалов МФТИ (Долгопрудный) Алексей Большаков, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.
Ученые пришли к такому выводу при проведении опытов с нанопроволокой из фосфида галлия, полупроводникового соединения фосфора и металла галлия. Электропроводность и другие свойства этих структур значительным образом меняются при их взаимодействиях с клетками и сложными молекулами, благодаря чему их активно используют в качестве сенсоров и устройств для наблюдений за процессами внутри живых клеток.
Российские физики предположили, что фрагменты нанопроволоки, вертикально прикрепленные к произвольной поверхности, будут способны «прокалывать» мембраны живых клеток и доставлять в них различные сложно устроенные молекулы, в том числе нити ДНК и РНК. Это позволит осуществлять генную терапию и регулировать различные процессы в живых клетках, минимально вмешиваясь в их жизнедеятельность.
Руководствуясь этой идеей, исследователи изготовили нанопроволоку из фосфида галлия и прикрепили к ее поверхности кольцевую молекулу ДНК, которая содержала в себе инструкции по производству светящихся белковых молекул. На эти конструкции ученые поместили культуру опухолевых клеток и проследили, как от этого поменялась их жизнедеятельность в последующие несколько дней.
Эти наблюдения показали, что нанопроволока успешно доставила молекулы ДНК в примерно половину клеток (52%) и заставила их светиться. При этом значительная часть клеток смогла «оторвать» эти наноструктуры от подложки и разрушить поглощенную часть, что сопровождалось значительными изменениями в спектре свечения самой нанопроволоки. Этим можно пользоваться при разработке различных биосенсоров для наблюдений за процессами внутри клеток, подытожили исследователи.