By Новий пристрій для відкривання пор в оболонці клітин, який його творці назвали ElectroPen, виник зі звичайної запальнички. Пристрій є прикладом втілення ідеї “низькобюджетної науки”, що прагне надати учням і науковцям, які працюють поза лабораторіями, дешеву версію переважно дорогої апаратури – пише Софі Бушвік у журналі Scientific American.
“Майбутнє належить синтетичній біології: ми будемо програмувати не комп’ютери, а живі клітини, які допоможуть нам впоратися з такими великими викликами, як хвороби, кліматичні зміни і забруднення довкілля”, – переконує Саад Бгамла, співтворець пристрою, біоінженер із Технологічного інституту Джорджії. Однак редагування геному клітини вимагає складнішого обладнання, ніж модифікація комп’ютерної програми. Тому Бгамла приблизно два роки працював з учнями із класу природознавства місцевої середньої школи над створенням дешевого комплекту кількох необхідних знарядь.
Щоб перевірити реакцію на ліки або модифікувати ДНК, науковцям потрібно спочатку пошкодити оболонку, що захищає клітину. Це можна зробити, використовуючи “електропоратор”, пристрій, що змушує оболонку відкритися за допомогою короткотривалого імпульсу електричного поля з великою напругою. “Електропорація – це спосіб розривання оболонок різних клітин, щоби потім, наприклад, увести всередину них нуклеїнову кислоту чи білок”, – пояснює Хав’єр де Моллерат ду Джеу, директор відділу розвитку продуктів у біотехнологічній фірмі Thermo Fisher Scientific, який не брав участі у розробці пристрою. Стандартні електропоратори, які коштують тисячі доларів, можуть виробляти точні імпульси. Однак керувати ними треба за допомогою складних електронних систем. Простішим рішенням є використання п’єзоелектричних кристалів, які створюють імпульс поля, реагуючи на механічну напругу. У січні група Бгамла опублікувала в PLOS Biology загальнодоступну інструкцію виготовлення електропоратора із звичайної п’єзоелектричної запальнички з бутаном. “Шанси для творчих рішень у нас є майже скрізь, – каже Ману Пракаш, біоінженер зі Стенфордського університету, який у минулому був науковим наставником Бгамла, але не брав участі в описуваному проєкті. – Кожен із нас колись використовував запальничку, і тому мене захоплює той факт, що її можна використовувати з зовсім іншою метою”.
ElectroPen виробляє стабільні 5-мілісекундні імпульси з напругою 2000 V, тоді як комерційне обладнання дозволяє змінювати тривалість імпульсу і його напругу, залежно від застосування. Та ElectroPen є значно доступнішим: кожен може створити власний пристрій, що дасть можливість розкрити оболонку принаймні одного виду клітин, витративши на це усього кілька доларів. “Ми бачимо величезну потребу у дешевих приладах, які кожному дали б можливість виконувати елементарні досліди, – переконує ду Джеу. – Це сприяє демократизації”. До цього часу учні середньої школи використовували ElectroPen для того, щоб модифікувати ДНК Escherichia coli, змушуючи бактерію утворювати флуоресцентні білки.
Тим часом Бгамла пропонує такий ощадний науковий експеримент. Розробку дешевих приладів можна порівняти із “даруванням смартфона – коли обдарований сам повинен вибрати, яку аплікацію він хоче створити, яку клітину модифікувати, а потім – на який виклик відповісти”.
