一种新的分子工程技术可以精确影响类器官的发育。由特定折叠的DNA制成的微珠可用于在组织结构内释放生长因子或其他信号分子。这会产生更为复杂的类器官，它们可以更好地模拟相应的组织，并且比以前具有更真实的细胞组合。

新的分子工程技术可以实现复杂的类器官

这项技术是由来自“3D物质定制”卓越集群的跨学科研究团队开发的，该团队由海德堡大学有机体研究中心和分子生物学中心、该大学BioQuant中心以及海德堡马克斯普朗克医学研究所的研究人员组成。

类器官是由干细胞衍生的微型、类似器官的组织结构。它们可用于基础研究，以获得对人类发育的新见解或研究疾病的发展。

“到目前为止，还不可能从内部控制此类组织结构的生长，”有机体研究中心(COS)的医师科学家CassianAfting博士表示。

“利用这种新技术，我们现在可以精确地确定在生长组织中何时何地释放关键发育信号，”海德堡大学分子生物学中心(ZMBH)和海德堡马克斯普朗克医学研究所的生物技术专家和博士生托拜厄斯沃尔瑟强调说。

这个由生物学家、医生、物理学家和材料科学家组成的跨学科研究团队构建了微型DNA珠子，可以“装载”蛋白质或其他分子。这些微珠被注入类器官中，并在暴露于紫外线时释放其装载物。这使得生长因子或其他信号分子可以在发育组织中的任何时间和位置释放。

研究人员在日本稻鱼青鳉的视网膜类器官上测试了这一过程，方法是将载有Wnt信号分子的微珠精确地插入组织中。这是他们首次能够诱导视网膜色素上皮细胞(视网膜的外层)在神经视网膜组织附近形成。此前，在培养基中添加Wnt会诱导色素细胞，但会抑制神经视网膜的发育。

“由于信号分子的局部释放，我们能够实现更真实的细胞类型混合，从而比传统细胞培养更接近地模拟鱼眼的天然细胞组成，”ZMBH和马克斯普朗克医学研究所合成生物学领域的研究员KerstinGöpfrich教授解释道。

据科学家介绍，DNA微珠可以灵活地适应在不同类型的培养组织中运输许多不同的信号分子。

“这为设计具有改进的细胞复杂性和组织性的类器官开辟了新的可能性，”与Göpfrich教授共同指导这项研究工作的JoachimWittbrodt教授说道。

“更复杂的类器官模型可以加速人类发育和疾病的研究，并有可能带来更好的基于类器官的药物研究，”这位海德堡发育生物学家表示，他的研究小组位于COS。

这种制造更复杂类器官的新技术是在海德堡大学和卡尔斯鲁厄理工学院联合运营的卓越集群“3D物质定制”中开发的。