Живые клетки будут выращиваться автоматами

Благодаря новому устройству, разработанному учеными из Института Фраунгофера, впервые удалось полностью автоматизировать процесс выращивания живых клеток, что намного ускорит важнейшие научные проекты, в частности, по расшифровке генома.

До сих пор многие головоломки ДНК остаются нерешенными. Например, мы знаем, что геном дает инструкции различным белкам, строительным блокам каждой клетки. Но какую роль они играют? Какие белки контролируют деление клеток в здоровом теле? Что происходит в опухолевой ткани, в которых клетки постоянно делятся и контроль над белками теряется? Расшифровка белков – процесс исключительно сложный. Например, для расшифровки ДНК можно использовать метод, универсальный для всех живых организмов. Но для каждого белка приходится использовать свой уникальный метод, что очень сильно замедляет работу. А ведь она очень важна: управление белками может избавить человечество от множества болезней, включая рак.

Новое устройство является настоящим «комбайном» по производству клеточных культур и может существенно ускорить работу ученых

Чтобы выяснить принципы функционирования различных белков и решить важнейшие проблемы медицины, исследователи должны постоянно выращивать различные опытные клеточные культуры. Этот процесс не менялся десятилетиями: лаборанты помещают несколько клеток в чашку Петри, добавляют питательные вещества и регулярно проверяют процесс роста. Как только формируется подходящая культура, ее с помощью пипетки бережно переносят в новый сосуд, который затем отправляется для опытов и изучения. Эта рутинная и очень трудоемкая процедура просто не соответствует современному гигантскому объему данных, которые предоставляет расшифровка ДНК.

Ученые из Института Фраунгофера и их коллеги из Института Макса Планка создали первую систему, полностью автоматизирующую процесс культивирования клеток. Новое устройство состоит из массива модулей: робот, транспортирующий сосуды с культурами клеток; «умный» микроскоп, регулярно инспектирующий клетки для оценки состояния и роста культур. Последнее устройство на базе специального программного обеспечения заменяет опытного лаборанта и позволяет, например, оценить плотность клеток в сосуде.

После оценки качества культур, робот с помощью полой иглы захватывает клетки размером 100-200 микрон и помещает их в новый контейнер, предназначенный для опытов и изучения. Пользователи нового устройства могут модифицировать программное обеспечение, настраивая систему распознавание образов. Таким образом есть возможность «научить» прибор определять клетки новых типов, неоднородности в клеточной структуре, инородные тела и т.д.

Новый прибор довольно большой и занимает целую комнату. Однако его значение в работе по расшифровке функций различных белков нельзя переоценить. Он способен вырастить и обработать до 500 клеточных культур в месяц и существенно ускорить не только работу с белками, но и тестирование различных лекарственных препаратов.

Читайте на CNews
Беспилотный краудсорсинг: американцы создают военную технику всей страной
Микрочипы из галлия могут жить в человеке
Хакеры напали на американские спутники