Управление живой клеткой

Исследователи из Университета Центральной Флориды стали первыми, кто научился управлять органической клеткой. Для манипулирования они использовали легкие, аккуратные прикосновения луча света, который заставляет клетку делать то, чего хотят от нее добиться ученые. Полученные результаты два соавтора – Аристид Догариу и Киминобу Сугайя – представили на состоявшейся на днях конференции по лазерным технологиям и электронной оптике. Там они смогли продемонстрировать свою новую уникальную методику управления живой клеткой.

В ходе опытов ученые испытывали манипулирование светом на разных клетках, в том числе и растительного происхождения. Идея пришла ученым после того, как они подробно ознакомились с принципом работы электронного микроскопа. Увидев, что при помощи концентрированного луча света можно передвигать микроскопические частицы материи, они решили найти способ применения этого физического факта в биологии. Клетки организма используют собственную энергию для интенсивного и спонтанного движения. Единственным способом управлять ими, известным на настоящий момент, было прямое химическое вмешательство, которое приводило или к смерти клетки, или к изменению выполняемых ею функций.

Догариу и Сугайя решили подойти к проблеме перемещения клеток другим путем и начали искать способ косвенного воздействия на их внутренние механизмы. Для начала они определили "ответственного за движение" – им оказался протеин актин, размещенный в тонких трубках внутри клетки. "Колбы с актином постоянно вибрируют, что приводит в движение всю клетку, – объясняет Киминобу Сугайя. – Однако движение эти хаотичные и абсолютно непредсказуемые".

В ходе дальнейших экспериментов биологи обнаружили, что поляризованный свет слабой интенсивности, направленный непосредственно на микроемкости с актином, заставляет клетку двигаться в сторону, противоположную источнику света. В течение двухчасового опыта ученые смогли построить строгую прямую линию из группы стволовых клеток разных размеров и форм, изначально двигавшихся с различными скоростями.

"Аккуратность воздействия очень важна в нашей методике. Если интенсивность света превысит определенное значение, то клетки умирают, – рассказывает Аристид Догариу. – Мы же лишь хотим помочь им делать свою работу, направляя их в те места, где они необходимы". Коллеги американских биологов особенно отмечают тот факт, что вместо очередной попытки видоизменить клетку и ее природные свойства, Догариу и Сугайя использовали данные ей от природы способности. Уже сейчас можно говорить об огромных перспективах, открывающихся перед новой разработкой. С ее помощью можно контролировать заживление ран и разглаживать рубцы, а также препятствовать образованию тромбов и злокачественных опухолей.