想象一下，試圖在一個生雞蛋的蛋黃上戳一個洞而不打破蛋清。這聽起來不可能，但加州大學圣地亞哥分校的研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)，可以在活細胞中執(zhí)行類似的精細任務。

他們創(chuàng)造了一組納米柱，可以在不破壞細胞外膜的情況下破壞細胞核(存放dna的空間)。

這項研究發(fā)表在《高級功能材料》雜志上，它可能為基因治療開辟新的可能性，在基因治療中，遺傳物質(zhì)需要直接進入細胞核，以及藥物輸送和其他形式的精準醫(yī)學。

“我們已經(jīng)開發(fā)出一種工具，可以很容易地創(chuàng)建一個進入細胞核的門戶，”Zeinab Jahed說，他是加州大學圣地亞哥分校化學和納米工程系的李宇峰家族教授，也是這項研究的資深作者。

核的設計是不可穿透的。它的膜是一個高度強化的屏障，保護著我們的遺傳密碼，只允許特定的分子通過嚴格控制的通道進入?！叭魏螙|西都不容易進入細胞核，”賈希德說。“通過核膜傳遞藥物和基因一直是一個巨大的挑戰(zhàn)。”

目前進入細胞核的方法通常包括使用一根微小的針來物理穿刺細胞核和細胞。然而，這些方法是侵入性的，只能在小規(guī)模應用中使用。

Jahed和她的團隊，由加州大學圣地亞哥分校納米工程博士生Ali Sarikhani共同領導，開發(fā)了一種非破壞性的解決方案。他們設計了一組納米柱，由納米級圓柱形結(jié)構(gòu)組成。

當一個細胞被放置在這些納米柱的頂部時，細胞核將自己包裹在納米柱周圍，使其膜彎曲。這種誘導的彎曲反過來又會在核膜上暫時形成微小的、自封閉的開口。與此同時，細胞的外膜仍未受損。

Jahed說:“這是令人興奮的，因為我們可以選擇性地在核膜上制造這些微小的裂縫，直接進入細胞核，同時保持細胞的其余部分完整?！?/p>

在實驗中，細胞核內(nèi)含有熒光染料的細胞被放置在納米柱上。研究人員觀察到，染料從細胞核泄漏到細胞質(zhì)中，但仍被限制在細胞內(nèi)。這表明只有核膜被刺穿，而不是細胞膜。

研究人員在各種細胞類型中觀察到這種效應，包括上皮細胞、心肌細胞和成纖維細胞。

該團隊目前正在調(diào)查這種效應背后的機制。“了解這些細節(jié)將是優(yōu)化臨床使用平臺的關(guān)鍵，并確保它安全有效地將遺傳物質(zhì)輸送到細胞核中，”Jahed說。