Se gli scienziati potessero conferire alle cellule viventi proprietà magnetiche, potrebbero forse manipolare le attività cellulari con campi magnetici esterni. Ma i precedenti tentativi di magnetizzare le cellule producendo proteine ​​contenenti ferro al loro interno hanno prodotto solo deboli forze magnetiche. Ora, ricercatori che riferiscono in ACS' Nano lettere hanno progettato cristalli proteici geneticamente codificati in grado di generare forze magnetiche molte volte più forti di quelle già riportate.

La nuova area della magnetogenetica cerca di utilizzare proteine ​​codificate geneticamente che sono sensibili ai campi magnetici per studiare e manipolare le cellule. Molti approcci precedenti hanno caratterizzato una proteina naturale di deposito del ferro chiamata ferritina, che può autoassemblarsi in una "gabbia" che ne contiene fino a 4, 500 atomi di ferro. Ma anche con questa grande capacità di stoccaggio del ferro, le gabbie di ferritina nelle celle generano forze magnetiche milioni di volte troppo piccole per applicazioni pratiche. Per aumentare drasticamente la quantità di ferro che un insieme proteico può immagazzinare, Bianxiao Cui e colleghi volevano combinare la capacità di legare il ferro della ferritina con le proprietà di autoassemblaggio di un'altra proteina, chiamato Inkabox-PAK4cat, che può formare enormi, cristalli fusiformi all'interno delle cellule. I ricercatori si sono chiesti se potevano rivestire gli interni cavi dei cristalli con proteine ​​di ferritina per immagazzinare maggiori quantità di ferro che genererebbero forze magnetiche sostanziali.

Per fare i nuovi cristalli, i ricercatori hanno fuso i geni che codificano per la ferritina e Inkabox-PAK4cat e hanno espresso la nuova proteina nelle cellule umane in una capsula di Petri. I cristalli risultanti, che è cresciuto fino a circa 45 micron di lunghezza (o circa la metà del diametro di un capello umano) dopo 3 giorni, non ha influito sulla sopravvivenza cellulare. I ricercatori hanno quindi aperto le celle, isolò i cristalli e aggiunse ferro, che ha permesso loro di tirare i cristalli con magneti esterni. Ogni cristallo conteneva circa cinque miliardi di atomi di ferro e generava forze magnetiche che erano nove ordini di grandezza più forti delle singole gabbie di ferritina. Introducendo cristalli che sono stati precaricati con ferro nelle cellule viventi, i ricercatori potrebbero spostare le cellule con un magnete. Però, non sono stati in grado di magnetizzare le cellule aggiungendo ferro ai cristalli già in crescita nelle cellule, forse perché i livelli di ferro nelle cellule erano troppo bassi. Questo è un settore che richiede ulteriori indagini, dicono i ricercatori.