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Gentechnik: Elektrisch geladene Wassertröpfchen durchlöchern Zellmembranen

Japanische Forscher haben eine neue Methode entwickelt, DNA in Zellen einzuschleusen: Sie durchlöchern die Zellmembran mit Wassertröpfchen, die per Elektrospray erzeugt und beschleunigt wurden.

Für den DNA-Transfer in eine Wirtszelle gibt es verschiedene Methoden. Im einfachsten Fall wird die Zellmembran durch elektrischen Strom oder UV-Laser vorübergehend porös gemacht. Viren und Liposomen können als Gentransporter dienen, oder die Erbsubstanz wird direkt injiziert oder per "Genkanone" in die Zellen geschossen. Alle diese Methoden haben den Nachteil, entweder empfindliche Zellen stark zu schädigen oder aber ausgesprochen teuer und aufwändig zu sein.

Die von dem Team um Takafumi Sakai von der Universität Saitama genutzte Technik des Elektrosprays wird insbesondere in der Massenspektrometrie seit langem erfolgreich eingesetzt. Dabei wird die Spitze einer hauchfeinen Stahlkapillare unter hohe elektrische Spannung gesetzt. Ein hochgeladener Wassertropfen tritt aus und wird in viele mikro- bis nanoskopische Tröpfchen zerstäubt. Die noch immer geladenen Mikrotröpfchen werden im elektrischen Feld stark beschleunigt und reißen winzige Löcher in die Zellmembranen, durch die die externen DNA-Moleküle eindringen können. Nach etwa einer Minute haben sich die Löcher wieder geschlossen, und auch empfindliche Zellen überstehen die Prozedur unbeschädigt.

Die neue und vergleichsweise kostengünstige Methode ist offenbar für verschiedenste Arten von Zellen geeignet ist – Säuger-Zellkulturen und Bakterien, aber auch lebendes Gewebe, wie an Geflügel-Embryonen gezeigt wurde. Zu den Vorteilen zählt weiterhin, dass keiner zytotoxischen Reagenzien benötigt werden, die die Zellen schädigen könnten, und die "Bestrahlung" sehr gezielt möglich ist.

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