Het vermogen om een ​​gen of DNA-sequentie van het ene dier in het genoom van een ander over te brengen, speelt een cruciale rol in een breed scala aan medisch onderzoek, waaronder kanker, Ziekte van Alzheimer, en suikerziekte.

Maar de traditionele methode om genetisch materiaal over te brengen naar een nieuwe cel, genaamd "micro-injectie, " heeft een serieuze keerzijde. Het gaat om het gebruik van een kleine glazen pipet om een ​​oplossing met DNA in de kern van een eicel te pompen, maar de extra vloeistof kan ervoor zorgen dat de cel opzwelt en deze vernietigt, wat resulteert in een celsterftecijfer van 25 tot 40 procent.

Nutsvoorzieningen, dankzij het werk van onderzoekers Brigham Young University, er is een manier om celdood te voorkomen bij het introduceren van DNA in eicellen. In Beoordeling van wetenschappelijke instrumenten , het team beschrijft zijn micro-elektromechanische systeem (MEMS) nano-injector, die was ontworpen om DNA te injecteren in zygoten van muizen (eencellige embryo's bestaande uit een bevruchte eicel).

"Eigenlijk, we gebruiken elektrische krachten om DNA aan te trekken en af ​​te stoten, waardoor injecties kunnen plaatsvinden met een klein, elektrisch geleidende lans, " legde Brian Jensen uit, universitair hoofddocent bij de afdeling Werktuigbouwkunde van de Brigham Young University. "DNA wordt aangetrokken naar de buitenkant van de lans met behulp van positieve spanning, en dan wordt de lans in een cel gestoken."

De lans van de MEMS nano-injector is ongelooflijk klein en er wordt geen extra vloeistof gebruikt bij deze techniek, dus cellen ondergaan veel minder stress in vergelijking met het traditionele micro-injectieproces.

Dit vermogen om DNA in cellen te injecteren zonder celdood te veroorzaken, leidt tot "efficiëntere injecties, wat op zijn beurt de kosten verlaagt om een ​​transgeen dier te maken, ", aldus Jensen.

Een van de belangrijkste bevindingen van het team is dat het mogelijk is om de elektrische krachten te gebruiken om DNA in de celkern te krijgen - zonder de lans zorgvuldig in de pronucleus (de cellulaire structuur die het DNA van de cel bevat) te hoeven richten. "Dit kan toekomstige automatisering van de injecties mogelijk maken, zonder handmatige injectie, ' zegt Jensen.

Het kan ook betekenen dat injecties kunnen worden uitgevoerd bij dieren met troebele of ondoorzichtige embryo's. "Zulke dieren, waaronder veel interessante grotere zoals varkens, aantrekkelijk zou zijn voor een verscheidenheid aan transgene technologieën, " zei Jensen. "Wij geloven dat nano-injectie nieuwe ontdekkingsgebieden bij deze dieren kan openen."

Als volgende stap, Jensen en collega's voeren injecties uit in cellen in een celcultuur met behulp van een reeks lansen die honderdduizenden cellen tegelijk kunnen injecteren. "We verwachten dat de lans-array gentherapie mogelijk maakt met behulp van een kweek van de eigen cellen van een patiënt, " hij merkte.