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Inventate “pinze” in grado di estrarre filamenti di DNA da cellule vive

© Fotolia / SakkmesterkeCellule
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Fisici britannici hanno creato una nuova versione di “raggio traente” in grado di estrarre particelle libere delle cellule e anche filamenti di DNA, senza alterare il loro epitelio di rivestimento e senza farle morire. Le conclusioni di questi scienziati sono state pubblicate sulla rivista Nature Nanotechnology.

"Grazie alle nostre pinze possiamo estrarre da una cellula la quantità minima di molecole indispensabile per condurre i nostri esperimenti senza danneggiare gli altri suoi componenti. Abbiamo dimostrato di poter estrarre le cose più diverse, da un mitocondrio al DNA", spiega Joshua Edel dell'Imperial College di Londra.

Le pinze luminose, o pinzette ottiche, sono strumenti particolari in grado di manipolare frammenti microscopici di materia e anche cellule vive con l'ausilio di particelle luminose. Di norma, a svolgere il ruolo di punta in questi strumenti sono gli emettitori di microlaser che producono impulsi luminosi particolari.

I primi dispositivi di questo genere, per la cui creazione è stato conferito l'ultimo Premio Nobel per la fisica, erano piuttosto limitati. Non potevano essere impiegati in un ambiente "sporco" in cui il laser prelevava anche particelle "inutili" e potevano essere guidati solo a grande distanza.

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Come osserva Edel, questo impediva di utilizzarli per manipolare singole nanoparticelle o molecole all'interno delle cellule vive. In tal modo gli scienziati avrebbero potuto direttamente intromettersi nella vita delle cellule ed estrarre alcuni loro componenti complessi che non possono essere ricreati in provetta a partire da catene di atomi inattivi.

Gli scienziati britannici hanno esaudito il sogno di molti biologi imparando ad estrarre organelli e molecole cellulari non grazie a scintille luminose, ma grazie a potentissimi campi elettrici.

Questi vengono creati da una coppia di elettrodi molto sottili e quasi invisibili contenuti in nanotubi di carbonio inseriti in un contagocce o una siringa per le iniezioni cellulari. Introducendo la coppia nella cellula e facendo scorrere tramite essa della corrente alternata, le molecole a questa più vicine, siano esse proteiche, genetiche o mitocondriali, si attaccano all'ago e vi rimangono incollate.

La forza di questi campi è così elevata che un ago può attrarre anche corti filamenti di DNA e RNA contenenti solo 200-300 lettere nucleotidiche. Questa proprietà, dicono gli esperti, permette all'ago di penetrare all'interno dell'epitelio della cellula senza danneggiarla.

Questa tecnica, sostiene Edel, permette non solo di estrarre determinati componenti dalle cellule per studiare il ruolo da questi svolto nello sviluppo di patologie, ma anche di manipolare direttamente la loro attività vitale inserendovi nuovi filamenti di RNA e altre molecole di segnalazione.

I fisici hanno lavorato a questo "raggio traente" impiegando colture di cellule tumorali umane da cui hanno prelevato filamenti di DNA e parte dei mitocondri. Come dimostrato da questi esperimenti, simili "operazioni" non hanno condotto all'improvvisa morte della cellula e alla distruzione degli organelli. Questo ci fa ben sperare per la scoperta di nuove tecnologie per la scienza e la medicina.

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