"Используя наши щипцы, мы можем извлечь из клетки минимальное число молекул, нужных для наших экспериментов, не повреждая при этом все остальные ее компоненты. Мы показали, что мы можем захватывать самые разные вещи, начиная с митохондрий и заканчивая ядерной ДНК", — рассказывает Джошуа Эдель (Joshua Edel) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания).
Световые щипцы, или оптические пинцеты, представляют собой особые инструменты, способные манипулировать микроскопическими кусочками материи, в том числе живыми клетками, при помощи частиц света. Как правило, главную роль в таких приборах играют микролазерные излучатели, испускающие особые, "закрученные" импульсы света.
Первые подобные устройства, за создание которых была присуждена недавняя Нобелевская премия по физике, обладали массой ограничений. Они не могли работать в "грязной" среде, где в луч лазера попадали "ненужные" частицы, и могли манипулировать ими лишь на небольшом расстоянии.
Это, как отмечает Эдель, не позволяло использовать их для манипуляций отдельными наночастицами или молекулами внутри живых клеток. Подобным образом ученые могли бы напрямую вмешиваться в их жизнь или извлекать какие-то сложные их компоненты, аналоги которых нельзя напрямую создать в пробирке из "неживых" атомных цепочек.
Британские ученые реализовали эту мечту многих биологов-экспериментаторов, научившись захватывать интересующие их клеточные органеллы или молекулы не при помощи вспышек света, а сверхмощных электрических полей.
Они вырабатываются парой очень тонких и почти невидимых электродов из углеродных нанотрубок, вставленных в полый стержень пипетки или "иглы" для клеточных инъекций. Если ее ввести в клетку и пропустить через нее переменный ток, то ближайшие к ней молекулы белков, генетического кода или митохондрии "притянутся" к этой игле и прилипнут к ней.
Сила этих полей настолько высока, что подобная игла может притягивать даже очень короткие нити ДНК и РНК, содержащие в себе всего 200-300 "букв"-нуклеотидов. Данное свойство, как отмечают ученые, позволяет игле проникать внутрь оболочки клетки, не повреждая ее.
Подобный прибор, как отмечает Эдель, позволит не только изымать определенные компоненты из клеток и изучать их роль в развитии болезней, но и напрямую манипулировать их жизнедеятельностью, "вставляя" в них новые нити РНК и прочих сигнальных молекул.
Работу этого "притягивающего луча" физики проверили на культурах раковых клеток человека, выделив из них ДНК и часть митохондрий. Как показали эти опыты, подобные "операции" не привели к мгновенной гибели клетки и разрушению органелл, что позволяет надеяться на скорое проникновение подобной технологии в медицину и науку.