Biologie

Wissenschaftler programmieren Zellen neu, um Funktionen im Körper auszuführen

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ArbeiterzellenElla Maru Studio und Yoon Seak Kim / Jia Lui, Deisseroth / Bao Laboratories, Stanford University

Ein Team von Forschern der Stanford University hat eine Methode entwickelt, mit der Zellen neu programmiert werden können, um mithilfe der von den Forschern bereitgestellten synthetischen Materialien künstliche Strukturen zu schaffen, die Funktionen im Körper ausführen können.

Ihre Arbeit könnte sich als nützlich erweisen, um das Leben von Menschen mit Autismus und Epilepsie sowie Multipler Sklerose zu verbessern.

Ihre Ergebnisse wurden in veröffentlicht Wissenschaft am Freitag.

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Zellen werden Chemieingenieure

"Wir haben Zellen zu Chemieingenieuren gemacht, die Materialien verwenden, die wir zur Verfügung stellen, um funktionelle Polymere zu konstruieren, die ihr Verhalten auf spezifische Weise ändern", sagte Karl Deisseroth, Professor für Bioingenieurwesen sowie für Psychiatrie und Verhaltenswissenschaften an der Stanford University und Mitautor der Studie.

Die Forscher entwickelten eine genetisch gezielte chemische Assemblierung (GTCA) und bauten damit künstliche Strukturen auf Gehirnzellen von Säugetieren und auf Neuronen des kleinen Wurms auf. C. elegans.

SciTechDaily Stanford-Wissenschaftler programmieren Zellen genetisch neu, um künstliche Strukturen aufzubauen: Stanford-Forscher programmieren Zellen, um gengesteuerte Bauprojekte durchzuführen Stanford… https://t.co/TrMWhO8ieI#Biology#Biochemistry#BiomedicalEngineering Via @ SciTechDaily1pic.twitter.com / tJpy

- NanoTrac Technologies (@nanotrac), 19. März 2020

Die Strukturen wurden aus zwei verschiedenen biokompatiblen Materialien mit unterschiedlichen elektronischen Eigenschaften hergestellt. Einer war ein Isolator, während der andere ein Dirigent war.

Der Co-Autor der Studie, Zhenan Bao, Professor und Lehrstuhl für Chemieingenieurwesen an der Stanford University, erklärte: "Obwohl sich das Team für sein Experiment auf Gehirnzellen oder Neuronen konzentrierte," haben wir eine Technologieplattform entwickelt, die diese nutzen kann biochemische Prozesse von Zellen im ganzen Körper. "

Die Forscher konnten künstliche Netze herstellen, die entweder isolierende oder leitende Eigenschaften um die Neuronen hatten, auf die sie abzielten. Dann veränderten diese Polymere die Eigenschaften dieser Neuronen. Abhängig von jedem Polymer könnten die Neuronen so verändert werden, dass sie schneller oder langsamer feuern. Zum Beispiel in der C. elegansDie Krabbelbewegungen der Würmer konnten in entgegengesetzter Weise verändert werden.

Das Team hebt hervor, dass das, was sie entwickelt haben, "Werkzeuge für die Erforschung" sind, wie Deisseroth erklärte, und keine medizinische Anwendung.

Diese Werkzeuge könnten jedoch verwendet werden, um zu untersuchen, wie Multiple Sklerose, die durch das Ausfransen der Myelinisolation um die Nerven verursacht wird, reagieren kann, wenn die erkrankten Zellen mit diesen Polymeren als Ersatz umwickelt werden könnten. Darüber hinaus könnte eine weitere Untersuchung durchgeführt werden, indem diese Polymere bei Autismus oder Epilepsie auf fehlzündende Neuronen gelegt werden, was dazu beitragen könnte, diese Situationen zu modifizieren.


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