来自澳大利亚和美国的科学家发现了一种改变细菌细胞DNA的新方法,这种方法用于制造包括胰岛素在内的许多重要药物,比标准的工业技术效率高得多
该团队没有用苛刻的化学物质或高温打开细菌细胞壁来插入DNA,而是使用了高频无线电波,这是一种温和得多的方法,导致更多的细胞接受DNA并存活下来
这项研究由RMIT大学与其他澳大利亚大学和美国WaveCyte生物技术公司合作领导,使用18千兆赫频率的无线电波暂时“打开”大肠杆菌细胞壁的大门,时间足够长,可以插入遗传物质
然后细胞闭合并继续健康功能
无线电频率可以用于携带从手机和卫星数据到实验室中操纵细菌细胞所需的能量的一切。
早些时候与澳大利亚电磁生物效应研究中心的联合工作证明了高频电磁能量如何暂时使细菌细胞更具渗透性
发表在《纳米快报》上的这项最新研究“利用高频电磁能将质粒DNA遗传转化为大肠杆菌”进一步证明了该方法可以用于安全递送DNA
该团队的研究结果表明,这一过程非常有效:91%的大肠杆菌细胞在暴露于18GHz无线电波三分钟后吸收了新的DNA
使用目前的插入DNA的行业标准,即所谓的“热休克”,只有77%的细胞吸收了DNA,其中许多细胞在热暴露后不久死亡。存在温和的激光脉冲技术,但只有不到30%的细胞在这个过程中吸收新的DNA
首席作者、RMIT杰出教授Elena Ivanova表示,他们的方法既高效又温和,胜过两者
科学学院的Ivanova说:“我们的新的、具有成本效益的方法被证明是高效的,但对细胞也更温和,因为在这个过程中没有使用苛刻的化学物质或高温。”
“因此,细胞存活率高于其他技术。”
该团队的研究还表明,这一过程在真核细胞中有效——我们与动物、真菌和植物共享的类型,包括神经科学研究中常用的PC12细胞系模型
“我们现在的重点是翻译这些发现,”伊万诺娃说“我们只触及了这种方法在微生物组治疗和合成生物学中的广泛药物递送应用的表面。”
RMIT已与专门开发细胞和基因治疗技术的美国公司WaveCyte Biotechnologies联合申请了该技术的知识产权保护
WaveCyte首席执行官Steve Wanjara博士表示,他们从一开始就与RMIT合作,致力于推进这项技术
Wanjara说:“这种温和高效的方法有望提高关键疗法的可负担性和可及性。”“我们继续积极致力于将这些发现转化为实际应用,重点是优化哺乳动物细胞的技术。这项研究有可能对全球数百万人的生命产生积极影响,我们致力于使其成为现实。”
研究的第一作者,RMIT和斯温伯恩大学的Tharushi Perera博士,她说,开发这一新应用并揭示高频电磁能的有用方面“非常令人满意”
“我希望从长远来看,这能为新的拯救生命的治疗方法打开大门,并期待着它的发展。”
Journal information: Nano Letters
Provided by RMIT University
2024-10-28
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