Внедряя крошечные магнитные частицы в ядра живых клеток и манипулируя ими с помощью магнитного пинцета, нидерландские исследователи из Университета Твенте (University of Twente) смогли узнать больше о механических свойствах клеточного ядра.

Пространственная организация клетки может многое сказать о том, как она функционирует и какие процессы в ней происходят. На сегодняшний день ясно, что механические свойства ДНК и хроматина (комплекс ДНК и белков) играют важную роль в работе генов. От этих свойств, по-видимому, сильно зависит экспрессия генов – процесс биосинтеза белков на основе информации, содержащейся в ДНК.

До сих пор исследованиям подвергались в основном отдельные хромосомы. Новый метод позволяет изучать механические свойства хроматина внутри клетки и внутреннюю структуру клеточного ядра.

Магнитные частицы (диаметром около 1 мкм) учёные вводят в ядро с помощью микропипетки. Затем клетка помещается между тремя крошечными магнитами (также микронных размеров), каждый из которых может действовать на частицу. Эластичность и вязкость хроматина могут быть определены по смещениям частицы, которые составляют порядка нм.

Рис. 1. Схема микромеханических экспериментов. Поле магнитов (ширина 6 мкм, расстояние между магнитами 20 мкм) создаёт силу, действующую на парамагнитный шарик, помещённый в ядро клетки HeLa. Катушки позволяют управлять направлением и величиной силы

Затем, основываясь на интуитивной полимерной модели хроматина, исследователи делают вывод об пространственной организации хроматина в ядре: он собирается в «домены», которые заполняют ядро лишь частично.

Исследователи утверждают, что их работа является важным шагом на пути к созданию магнитных наноустройств, которые можно будет имплантировать в живые клетки, способных следить за химическими и физическими процессами в клетках и тканях. С использованием магнитных методов также станет возможным прямое влияние на эти процессы.

Василий Артюхов