Новый метод имеет множество преимуществ: исследователи могут брать образцы отдельных клеток тканевой культуры непосредственно в чашке Петри. «Это означает, что мы можем изучать, как клетка влияет на соседние клетки», — говорит Оран Гийом-Жантиль, постдок исследовательской группы профессора Форхолта. Этот тип исследования невозможен с использованием обычных методов, поскольку молекулярный анализ обычно требует, чтобы клетки сначала были физически разделены, а затем уничтожены.
Клетки остаются живымиКроме того, микроскопической иглой можно управлять настолько точно, что ученые могут либо собирать содержимое ядра, либо собирать внутриклеточную жидкость, окружающую ядро, цитозоль. И последнее, но не менее важное: исследователи могут определить количество внутриклеточного материала, которое они извлекают с невероятной точностью, вплоть до одной десятой пиктолитра (одной триллионной литра). Для сравнения: объем ячейки от 10 до 100 раз больше.
Клетки, из которых были извлечены молекулы, остаются живыми, поэтому исследователи могут брать образцы одной и той же живой клетки несколько раз, чтобы проанализировать ее РНК и белки — и, возможно, даже метаболиты в будущем. «Мы были удивлены, обнаружив, что исследованные нами клетки выжили даже после того, как мы извлекли большую часть их цитозоля», — говорит профессор ETH Ворхольт. Это подчеркивает удивительную пластичность биологических клеток.Приложения расширеныНовый метод экстракции клеток основан на системе микроинъекций FluidFM, разработанной в ETH за последние годы, которая является «самым маленьким автоматическим шприцем в мире».
Это уже дало биологам возможность вводить вещества в отдельные клетки. FluidFM и его наношприц также идеально подходили для мягкого всасывания клеток в условиях пониженного давления и их перемещения в другое место.Профессор Ворхольт и ее исследовательская группа продвинули систему еще дальше, позволив также извлекать материал из отсека камеры. «Одним из особенно важных аспектов было найти подходящее покрытие для иглы, чтобы предотвратить загрязнение клеточным материалом», — комментирует Гийом-Жантиль.
Другой задачей было адаптировать методы анализа клеточных молекул — например, для измерения активности ферментов — к мельчайшим объемам измерения. Последняя разработка системы была проведена в тесном сотрудничестве с исследователями, работающими под руководством Томазо Замбелли, приват-доцента департамента информационных технологий и электротехники ETH Zurich, Мартина Пилхофера, профессора Института молекулярной биологии и биофизики, и дочерней компании ETH.
Cytosurge, который продает технологию FluidFM.