Ilmuwan mengembangkan perangkat transfer mitokondria throughput tinggi – ScienceDaily

Ilmuwan mengembangkan perangkat transfer mitokondria throughput tinggi – ScienceDaily


Ilmuwan dari UCLA Jonsson Comprehensive Cancer Center telah mengembangkan metode throughput tinggi yang sederhana untuk mentransfer mitokondria terisolasi dan DNA mitokondria terkait ke dalam sel mamalia. Pendekatan ini memungkinkan para peneliti untuk menyesuaikan komponen genetik utama dari sel, untuk mempelajari dan berpotensi mengobati penyakit yang melemahkan seperti kanker, diabetes dan gangguan metabolisme.

Sebuah studi, diterbitkan hari ini di jurnal Laporan Sel, menjelaskan bagaimana perangkat baru yang dikembangkan UCLA, yang disebut MitoPunch, mentransfer mitokondria ke 100.000 atau lebih sel penerima secara bersamaan, yang merupakan peningkatan signifikan dari teknologi transfer mitokondria yang ada. Perangkat ini merupakan bagian dari upaya berkelanjutan oleh para ilmuwan UCLA untuk memahami mutasi pada DNA mitokondria dengan mengembangkan pendekatan manipulatif terkontrol yang meningkatkan fungsi sel manusia atau memodelkan penyakit mitokondria manusia dengan lebih baik.

“Kemampuan untuk menghasilkan sel dengan urutan DNA mitokondria yang diinginkan sangat kuat untuk mempelajari bagaimana genom dalam mitokondria dan nukleus berinteraksi untuk mengatur fungsi sel, yang dapat sangat penting untuk memahami dan berpotensi mengobati penyakit pada pasien,” kata Alexander Sercel, kandidat doktor di Fakultas Kedokteran David Geffen di UCLA dan salah satu penulis utama studi ini.

Mitokondria, sering dikenal sebagai ‘pembangkit tenaga’ sel, diwarisi dari ibu seseorang. Mereka mengandalkan integritas DNA mitokondria untuk menjalankan fungsi esensial mereka. Mutasi DNA mitokondria yang diturunkan atau didapat dapat secara signifikan mengganggu produksi energi dan dapat menyebabkan penyakit yang melemahkan.

Teknologi untuk memanipulasi DNA mitokondria tertinggal dari kemajuan untuk memanipulasi DNA dalam inti sel dan berpotensi membantu ilmuwan mengembangkan model penyakit dan terapi regeneratif untuk gangguan yang disebabkan oleh mutasi ini. Pendekatan saat ini, bagaimanapun, terbatas dan kompleks, dan untuk sebagian besar hanya dapat mengirimkan mitokondria dengan urutan DNA mitokondria yang diinginkan ke dalam jumlah dan variasi sel yang terbatas.

Perangkat MitoPunch mudah dioperasikan dan memungkinkan transfer mitokondria yang konsisten dari berbagai mitokondria yang diisolasi dari jenis sel donor yang berbeda ke berbagai jenis sel penerima, bahkan untuk spesies non-manusia, termasuk untuk sel yang diisolasi dari tikus.

“Apa yang membedakan MitoPunch dari teknologi lain adalah kemampuan untuk merekayasa sel non-abadi, non-ganas, seperti sel kulit manusia, untuk menghasilkan kombinasi genom inti-DNA mitokondria yang unik,” kata rekan penulis pertama Alexander Patananan, seorang postdoctoral UCLA. sarjana, yang sekarang bekerja di Amgen. “Kemajuan ini memungkinkan kami untuk mempelajari dampak urutan DNA mitokondria tertentu pada fungsi sel dengan juga memungkinkan pemrograman ulang sel-sel ini menjadi sel induk berpotensi majemuk terinduksi yang kemudian dibedakan menjadi sel lemak, tulang rawan, dan tulang yang berfungsi.”

MitoPunch dibuat di laboratorium Dr. Michael Teitell, direktur Jonsson Cancer Center dan profesor patologi dan kedokteran laboratorium, Pei-Yu (Eric) Chiou, profesor teknik mesin dan ruang angkasa di UCLA Henry Samueli School of Engineering and Applied Science, dan Ting-Hsiang Wu, dari ImmunityBio, Inc., Culver City, CA.

MitoPunch dibangun di atas teknologi sebelumnya dan perangkat yang disebut photothermal nanoblade, yang dikembangkan tim pada tahun 2016. Namun tidak seperti nanoblade fototermal, yang membutuhkan laser canggih dan sistem optik untuk beroperasi, MitoPunch bekerja dengan menggunakan tekanan untuk mendorong suspensi mitokondria yang terisolasi melalui lubang berpori. membran dilapisi dengan sel. Para peneliti mengusulkan bahwa gradien tekanan yang diterapkan ini menciptakan kemampuan untuk menusuk membran sel di lokasi yang berbeda, memungkinkan mitokondria masuk langsung ke sel penerima, diikuti dengan perbaikan membran sel.

“Kami tahu ketika pertama kali membuat nanoblade fototermal bahwa kami memerlukan throughput yang lebih tinggi, sistem yang lebih sederhana untuk menggunakan sistem yang lebih mudah diakses oleh laboratorium lain untuk dirakit dan dioperasikan,” kata Teitell, yang juga kepala divisi pediatrik dan patologi perkembangan dan anggota dari UCLA Broad Stem Cell Research Center. “Perangkat baru ini sangat efisien dan memungkinkan para peneliti untuk mempelajari genom mitokondria dengan cara yang sederhana – menukar dari satu sel ke sel lain – yang dapat digunakan untuk mengungkap biologi dasar yang mengatur berbagai fungsi sel dan dapat, suatu hari nanti, tawarkan harapan untuk mengobati penyakit DNA mitokondria. “

Penelitian ini didukung oleh National Institutes of Health, oleh American Heart Association dan oleh divisi Human Performance and Biosystems dari US Air Force Office of Scientific Research.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen