Radiobølger kan justere bakterier til at blive livreddende medicin
Forskere fra Australien og USA har fundet en ny måde at ændre bakteriecellernes DNA - en proces, der bruges til at fremstille mange vitale lægemidler, herunder insulin - meget mere effektivt end standard industriteknikker.
I stedet for at åbne bakteriecellevægge med barske kemikalier eller høje temperaturer for at indsætte DNA, brugte holdet højfrekvente radiobølger, en meget blidere tilgang, der førte til, at mange flere af cellerne overtog DNA'et og overlevede.
Undersøgelsen, ledet af RMIT University i samarbejde med andre australske universiteter og WaveCyte Biotechnologies i USA, brugte radiobølger på 18 gigahertz-frekvensen til midlertidigt at 'åbne portene' i E. coli-bakteriecellevæggene længe nok til, at genetisk materiale kan indsættes .
Cellerne lukkede derefter og fortsatte sund funktion.
Radiofrekvenser kan bruges til at transportere alt fra mobiltelefoner og satellitdata til den nødvendige energi til at manipulere bakterieceller i et laboratorium.
Tidligere fælles arbejde med Australian Center for Electromagnetic Bioeffects Research viste, hvordan højfrekvent elektromagnetisk energi midlertidigt gør bakterieceller mere permeable.
Denne seneste undersøgelse, "Genetisk transformation af plasmid-DNA til Escherichia coli ved hjælp af højfrekvent elektromagnetisk energi," offentliggjort i Nano Letters tager det arbejde et skridt videre ved at vise, at metoden kan bruges til sikker levering af DNA.
Holdets resultater viste, at processen var yderst effektiv:91 % af E. coli-cellerne overtog det nye DNA efter eksponering for 18GHz radiobølger i tre minutter.
Ved at bruge den nuværende industristandard til indsættelse af DNA, kendt som 'varmechok', tager kun 77% af cellerne på sig DNA'et, og mange af dem dør kort efter af varmeeksponeringen. Der findes blidere laserpulsteknikker, men mindre end 30 % af cellerne optager det nye DNA i den proces.
Hovedforfatter, RMIT Distinguished Professor Elena Ivanova, sagde, at deres tilgang slog igennem både ved at være både yderst effektiv og blid.
"Vores nye, omkostningseffektive metode har vist sig at være yderst effektiv, men også skånsom mod cellerne, da der ikke bruges skrappe kemikalier eller høje temperaturer i denne proces," siger Ivanova fra School of Science.
"Som et resultat var celleoverlevelsesraten højere end andre teknikker."
Holdets forskning har også vist, at denne proces virker i eukaryote celler - den type, vi deler med dyr, svampe og planter, inklusive PC 12-cellelinjemodeller, der almindeligvis anvendes i neurovidenskabelig forskning.
"Vores fokus nu er på at oversætte disse resultater," sagde Ivanova.
"Vi har kun ridset overfladen af den brede vifte af lægemiddelleveringsanvendelser, denne tilgang kunne have inden for mikrobiomterapi og syntetisk biologi."
RMIT har ansøgt om beskyttelse af intellektuel ejendom for teknikken sammen med WaveCyte Biotechnologies, et amerikansk firma, der er specialiseret i at udvikle celle- og genterapiteknologier.
WaveCytes administrerende direktør, Dr. Steve Wanjara, sagde, at de var dybt engagerede i at fremme denne teknologi, efter at have samarbejdet med RMIT fra starten.
"Denne blide og yderst effektive metode har et enormt løfte om at forbedre overkommeligheden og tilgængeligheden af kritiske terapier," sagde Wanjara.
"Vi fortsætter med at arbejde aktivt for at omsætte disse resultater til håndgribelige applikationer med fokus på at optimere teknikken til pattedyrsceller. Denne forskning har potentialet til at påvirke millioner af liv over hele kloden positivt, og vi er dedikerede til at gøre det til en realitet."
Studiets første forfatter, Dr. Tharushi Perera fra RMIT og Swinburne University, sagde at udviklingen af denne nye applikation og kaste lys over nyttige aspekter af højfrekvent elektromagnetisk energi var "enormt tilfredsstillende."
"Folk hører elektromagnetisk energi og 5G og tror, det er dårligt - muligvis på grund af misinformation eller manglende forståelse - men som vi har vist her, er der faktisk gavnlige applikationer," sagde hun.
"Mit håb er, at dette kan åbne døren til nye livreddende behandlinger i det lange løb og ser frem til at se dens udvikling."
Flere oplysninger: Palalle G. Tharushi Perera et al., Genetisk transformation af plasmid-DNA til Escherichia coli ved hjælp af højfrekvent elektromagnetisk energi, nanobogstaver (2024). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c03464
Journaloplysninger: Nano-bogstaver
Leveret af RMIT University
Sidste artikelMagnetiserende vanddråber for at få dem til at hoppe
Næste artikelForskere opdager måden at binde nanorør til metaller på
Varme artikler
-
Forskere bruger guld nanorodspredning til at identificere immunsystemets dræber og frelserKredit:CC0 Public Domain Ethvert biologisk system er naturligvis udstyret med en forsvarsmekanisme til at beskytte mod unormale ændringer forårsaget af enten lokale, miljø, eller biokemisk ændring -
Nanomagneter giver stof til eftertanke om computerhukommelserCollage af NIST nano-æg-simulerede magnetiske mønstre i NISTs ægformede nanoskala magneter. Kredit:Talbott/NIST (PhysOrg.com) - Magnetforskere ved National Institute of Standards and Technology (N -
Halvleder shish kabob nanostrukturer kombinerer egenskaber fra forskellige dimensioner2D nanoark dyrket på en 1D nanotråd kan kombinere fordelene ved begge dimensioner og kan muliggøre nye funktioner, der ikke kan opnås fra hver af komponenterne separat. Kredit:Chun Li, et al. ©2013 Am -
Nyt nanoteknologisk design giver håb om personlig vaccination til behandling af kræftElektronmikroskopisk billede af en enkelt human lymfocyt. Kredit:Dr. Triche National Cancer Institute En af de vigtigste udfordringer i at udvikle effektive, målrettede kræftbehandlinger er kræftc
- Mindre is, mere metan fra nordlige søer:Et resultat af global opvarmning
- Fælles edderkopper i New England
- Forskere etablerer en kommercielt levedygtig proces til fremstilling med lovende ny klasse af metall…
- Hvad kan din spyt fortælle dig om dit DNA?
- Sky glæder sig over et højere Comcast -bud i Murdoch -kampen
- Overførsel af måledata trådløst i realtid