Dziękuję. Posłuchaj tego artykułu, korzystając z odtwarzacza powyżej. ✖

Naukowcy z University of Minnesota Twin Cities skonstruowali robota, który wykorzystuje uczenie maszynowe do pełnej automatyzacji skomplikowanego procesu mikroiniekcji wykorzystywanego w badaniach genetycznych.

W swoich eksperymentach naukowcom udało się wykorzystać tego zautomatyzowanego robota do manipulowania genetyką organizmów wielokomórkowych, w tym zarodków muszek owocowych i danio pręgowanego. Technologia ta pozwoli laboratoriom zaoszczędzić czas i pieniądze, jednocześnie umożliwiając im łatwiejsze przeprowadzanie nowych eksperymentów genetycznych na dużą skalę, które wcześniej nie były możliwe przy użyciu technik ręcznych

Wyniki badania zamieszczono na okładce kwietniowego wydania magazynu z 2024 r GENETYKA, recenzowane czasopismo naukowe o otwartym dostępie. Pracami kierowało dwóch absolwentów inżynierii mechanicznej Uniwersytetu Minnesota, Andrew Alegria i Amey Joshi. Zespół pracuje także nad komercjalizacją tej technologii, aby stała się ona powszechnie dostępna za pośrednictwem firmy Objective Biotechnology, start-upu Uniwersytetu Minnesoty.

Mikroiniekcja to metoda wprowadzania komórek, materiału genetycznego lub innych czynników bezpośrednio do zarodków, komórek lub tkanek przy użyciu bardzo cienkiej pipety. Naukowcy przeszkolili robota do wykrywania zarodków o wielkości jednej setnej ziarenka ryżu. Po wykryciu maszyna może obliczyć ścieżkę i zautomatyzować proces wtrysku.

„Ten nowy proces jest solidniejszy i bardziej powtarzalny niż wstrzyknięcia ręczne” – stwierdziła Suhasa Kodandaramaiah, profesor nadzwyczajny inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Minnesota i starszy autor badania. „Dzięki temu modelowi poszczególne laboratoria będą mogły opracowywać nowe eksperymenty, których nie można byłoby przeprowadzić bez tego typu technologii”.

Zazwyczaj tego typu badania wymagają wysoko wykwalifikowanych techników do wykonania mikroiniekcji, których wiele laboratoriów nie posiada. Ta nowa technologia może zwiększyć możliwości przeprowadzania dużych eksperymentów w laboratoriach, redukując jednocześnie czas i koszty.

„To bardzo ekscytujące dla świata genetyki. W ostatnich latach radykalnie poprawiło się pisanie i odczytywanie DNA, ale posiadanie tej technologii zwiększy naszą zdolność do przeprowadzania eksperymentów genetycznych na dużą skalę na szerokiej gamie organizmów” – powiedział Daryl Gohl, współautor badania i lider grupy Laboratorium Innowacji w Centrum Genomiki Uniwersytetu Minnesota i adiunkt naukowy na Wydziale Genetyki, Biologii Komórki i Rozwoju.

Technologię tę można wykorzystać nie tylko w eksperymentach genetycznych, ale może również pomóc w ochronie zagrożonych gatunków poprzez kriokonserwację – technikę konserwacji przeprowadzaną w bardzo niskich temperaturach.

„Możesz używać tego robota do wstrzykiwania nanocząstek do komórek i tkanek, co pomaga w kriokonserwacji, a następnie w procesie ponownego podgrzewania” – wyjaśnił Kodandaramaiah.

Inni członkowie zespołu zwrócili uwagę na inne zastosowania tej technologii, które mogą mieć jeszcze większy wpływ.

„Mamy nadzieję, że tę technologię można ostatecznie zastosować do zapłodnienia in vitro, w którym będzie można wykryć te komórki jajowe na poziomie mikroskali” – powiedział Andrew Alegria, współautor artykułu i asystent naukowy z zakresu inżynierii mechanicznej na Uniwersytecie Minnesota w Biosensing i Laboratorium Biorobotyki.

Oprócz Kodandaramaiaha, Gohla, Alegrii i Joshiego w skład zespołu wchodziło kilku badaczy z College of Science and Engineering Uniwersytetu Minnesota oraz Laboratorium Innowacji Centrum Genomiki Uniwersytetu Minnesota. Zespół niedawno wygrał uniwersytecki konkurs nauk przyrodniczych „Waleye Tank”. Ten konkurs ofert w dziedzinie nauk przyrodniczych zapewnia możliwości edukacyjne i promocyjne powstającym i uznanym firmom z branży medycznej i nauk przyrodniczych.

Odniesienie: Alegria AD, Joshi AS, Mendana JB i in. Wysokoprzepustowa manipulacja genetyczna organizmów wielokomórkowych przy użyciu sterowanego wizją maszynową robota do mikroiniekcji embrionów. Genetyka. 2024;226(4):iyae025. doi: 10.1093/genetyka/iyae025

Artykuł ten został ponownie opublikowany na podstawie następujących materiałów. Uwaga: materiał mógł zostać zmieniony pod względem długości i treści. Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z cytowanym źródłem. Można uzyskać dostęp do naszej polityki publikowania komunikatów prasowych Tutaj.