Система TimeVaults: внутриклеточные «капсулы времени» научились записывать историю активности генов

Группа исследователей представила уникальные «капсулы времени» для живых клеток — систему TimeVaults, предназначенную для сбора и архивации молекулярных данных о прошлой клеточной активности.

В основу технологии легли вольты (своды) — специфические клеточные структуры, чья биологическая роль пока остается предметом дискуссий, однако предполагается, что они участвуют в сигнальных путях и транспортировке мРНК. Ученые переработали эти органеллы, превратив их в надежные хранилища для молекул мРНК, которые служат прямым отражением работы генов.

«Это прорыв в реализации амбициозной задачи по непрерывному мониторингу транскрипции в клетках человека», — подчеркивает Рэндалл Платт (Randall Platt), биоинженер из Высшей технической школы Цюриха. По его мнению, TimeVaults позволят пролить свет на те грани биологии, которые ранее оставались скрытыми для наблюдения.

Современные методы изучения клеточной динамики имеют существенные изъяны. Микроскопия позволяет контролировать лишь ограниченный набор флуоресцентных маркеров в коротком временном диапазоне, а стандартный молекулярный анализ дает лишь фрагментарный «снимок» состояния клетки в конкретный миг.

Специалисты модифицировали белок свода таким образом, чтобы он мог идентифицировать и удерживать мРНК внутри своей структуры. Процесс синтеза этого белка регулируется извне: его производство активируется или прекращается в зависимости от введения специфического препарата.

Устройства TimeVaults фиксируют малую часть мРНК, синтезируемой клеткой на протяжении 24 часов, обеспечивая сохранность данных в течение недели и более. Важно, что функционирование этих хранилищ не оказывает побочного влияния на жизнедеятельность клетки, а сами белковые каркасы сохраняют стабильную форму и размер.

В ходе экспериментов технология была применена для дешифровки механизмов устойчивости раковых опухолей к терапии. Исследование коснулось так называемых клеток-персистеров, которые демонстрируют аномальную выживаемость после лечения даже в отсутствие специфических генетических мутаций резистентности.

Источник: iXBT