Обычно для того, чтобы изучить молекулярный состав отдельной клетки, ее приходилось вскрывать и тем самым убивать. Однако этот процесс предоставляет только один снимок молекулярного строения клетки в момент ее смерти. Новый нанопинцет, устройство которого описано в журнале Nature Nanotechnolgy, может дать возможность для долгосрочного анализа происходящего внутри отдельной клетки и лучшего понимания того, как работают здоровые клетки и что происходит с больными.

Нанопинцет представляет собой стеклянный стержень с наконечником меньше 100 нанометров в поперечнике, на который надеты два электрода на основе углерода. Применение электрического напряжения к пинцету создает мощное электрическое поле в непосредственной близости к электродам, оно может притягивать и захватывать биомолекулы в пределах 300 нанометров от наконечника пинцета.

Как только молекула попадает в эту сеть, она «застревает» в ней до тех пор, пока не будет отключено напряжение. При помощи этого пинцета исследователи смогут точно прокалывать отдельные клетки и отбирать конкретные молекулы.

Схема и характеристики нанопинцета / © Imperial College London

Химик Джошуа Эдел из Имперского колледжа Лондона применил созданный им и его командой пинцет для извлечения ДНК из ядер клеток рака костей человека, не убивая их. Исследователи также «выдернули» кусочки белково-строительной информации, известные как молекулы мРНК, из цитоплазмы артериальных клеток.

Извлечение мРНК из двух разных точек в одной клетке с разницей в один час подтвердило, что пинцет можно использовать для многократного получения образцов из одной клетки. К тому же пинцет смог заполучить митохондрии из нервных клеток мозгов мышей.

«Пока что вся наша работа проводилась в чашках Петри», — говорит Эдел.

В дальнейшем исследователи планируют испытать пинцет на клетках, содержащихся в образцах тканей. Извлечение ДНК из ядер отдельных клеток также позволит ученым сканировать этот генетический материал на предмет мутаций, поддерживающих заболевания. А отслеживание молекулярного состава клеток поможет в изучении того, как клетки реагируют на новые лекарственные препараты.