Znajdź zawartość

Dzięki wykorzystaniu podstaw wiedzy z genetyki oraz reakcji chemicznej odkrytej aż 90 lat temu udało się stworzyć mikrotkanki zbudowane z niewielkich grup komórek o ściśle zaprogramowanym funkcjonowaniu i rozkładzie przestrzennym. To nowy poziom złożoności i hierarchicznego układu w biologii syntetycznej - ocenia prof. Carolyn Bertozzi, pracownica Uniwersytetu Kalifornijskiego zaangażowana w eksperyment. Ludzie mają w zwyczaju myśleć o komórkach jak o podstawowych jednostkach. Prawda jest jednak taka, że istnieją takie zgrupowania komórek, które potrafią dokonać rzeczy, z wykonaniem których nie poradziłyby sobie pojedyncze zaprogramowane komórki. Pomysł zrealizowany przez prof. Bertozzi oraz jej kolegów opierał się na wykorzystaniu tzw. zasady komplementarności, jednego z podstawowych praw genetyki. Głosi ona, że jeżeli w jednym roztworze umieści się dwa fragmenty DNA o odpowiednich, "dopasowanych" do siebie (komplementarnych) sekwencjach, dojdzie do ich połączenia w nić podwójną. W swoim eksperymencie badacze wykorzystali dwa rodzaje takich nici, z których każdy został przytwierdzony do innego rodzaju komórek. Następnie zmodyfikowane komórki wymieszano ze sobą w ściśle określonym stosunku, pozwalającej na stworzenie trójwymiarowej "mikrotkanki", jak określili powstający twór autorzy. Do przyłączenia krótkich fragmentów DNA do powierzchni komórek wykorzystano tzw. ligację Staudingera - modyfikację reakcji chemicznej znanej już od 1919 roku. W przeszłości była ona wielokrotnie stosowana do sprzęgania nici DNA z różnego rodzaju substancjami (np. barwnikami fluorescencyjnymi), lecz stosowanie jej w celu kotwiczenia DNA do komórek było czymś zupełnie nowym. Aby potwierdzić skuteczność metody oraz wytworzenie wzajemnych relacji między komórkami, naukowcy z Kalifornii połączyli ze sobą tzw. hematopoetyczne komórki progenitorowe, czyli prekursory komórek krwi, oraz tzw. komórki CHO, uzyskane z jajnika samicy chomika. Genom tych ostatnich został zmodyfikowany tak, by wytwarzały one białko niezbędne dla przekształcania się komórek progenitorowych w dojrzałe komórki krwi. Ponieważ doświadczenie to zakończyło się sukcesem, można przypuszczać, że "mikrotkanki" mogłyby symulować także zachowania innych typów komórek. Wytwarzanie wielokomórkowych struktur o ściśle ustalonej strukturze i hierarchii pozwala na stworzenie wielu bardzo atrakcyjnych modeli badawczych. Potencjalnie mogą one umożliwiać prowadzenie w warunkach laboratoryjnych wielu badań, których wykonanie było dotychczas możliwe wyłącznie przy wykorzystaniu żywych organizmów. Pozwoli to na uproszczenie wielu procedur, a także na obniżenie kosztów wielu z nich.