Dans leurs expériences, les chercheurs ont pu utiliser ce robot automatisé pour manipuler la génétique d’organismes multicellulaires, notamment des embryons de mouches des fruits et de poissons zèbres. Cette technologie permettra aux laboratoires d'économiser du temps et de l'argent tout en leur permettant de mener plus facilement de nouvelles expériences génétiques à grande échelle qui n'étaient pas possibles auparavant en utilisant des techniques manuelles.

La recherche, intitulée "Manipulation génétique à haut débit d'organismes multicellulaires à l'aide d'un robot de micro-injection embryonnaire guidé par vision industrielle", fait la couverture du numéro d'avril 2024 de GENETICS. , une revue en libre accès. Les travaux ont été codirigés par Andrew Alegria et Amey Joshi, deux étudiants diplômés en génie mécanique de l’Université du Minnesota. L'équipe travaille également à commercialiser cette technologie afin de la rendre largement disponible par l'intermédiaire de la start-up de l'Université du Minnesota, Objective Biotechnology.

La microinjection est une méthode permettant d'introduire des cellules, du matériel génétique ou d'autres agents directement dans des embryons, des cellules ou des tissus à l'aide d'une pipette très fine. Les chercheurs ont entraîné le robot à détecter des embryons qui font un centième de la taille d'un grain de riz. Après détection, la machine peut calculer un chemin et automatiser le processus des injections.

"Ce nouveau processus est plus robuste et reproductible que les injections manuelles", a déclaré Suhasa Kodandaramaiah, professeur agrégé de génie mécanique à l'Université du Minnesota et auteur principal de l'étude. "Grâce à ce modèle, les laboratoires individuels pourront penser à de nouvelles expériences qui ne pourraient pas être réalisées sans ce type de technologie."

Généralement, ce type de recherche nécessite des techniciens hautement qualifiés pour réaliser la microinjection, ce que de nombreux laboratoires ne disposent pas. Cette nouvelle technologie pourrait accroître la capacité de réaliser de grandes expériences en laboratoire, tout en réduisant les délais et les coûts.

"C'est très excitant pour le monde de la génétique. L'écriture et la lecture de l'ADN se sont considérablement améliorées ces dernières années, mais disposer de cette technologie augmentera notre capacité à réaliser des expériences génétiques à grande échelle sur un large éventail d'organismes", a déclaré Daryl Gohl, chercheur en génétique. co-auteur de l'étude, chef de groupe du laboratoire d'innovation du Centre de génomique de l'Université du Minnesota et professeur adjoint de recherche au Département de génétique, de biologie cellulaire et de développement.

Non seulement cette technologie peut être utilisée dans des expériences génétiques, mais elle peut également contribuer à préserver les espèces menacées grâce à la cryoconservation, une technique de conservation réalisée à des températures ultra-basses.

"Vous pouvez utiliser ce robot pour injecter des nanoparticules dans les cellules et les tissus, ce qui facilite la cryoconservation et le processus de réchauffement ultérieur", a expliqué Kodandaramaiah.

D'autres membres de l'équipe ont souligné d'autres applications de la technologie qui pourraient avoir un impact encore plus important.

"Nous espérons que cette technologie pourra éventuellement être utilisée pour la fécondation in vitro, où vous pourrez détecter ces œufs à l'échelle microscopique", a déclaré Andrew Alegria, co-auteur principal de l'article et assistant de recherche diplômé en génie mécanique de l'Université du Minnesota dans le domaine de la biodétection. et laboratoire de biorobotique.

Outre Kodandaramaiah, Gohl, Alegria et Joshi, l'équipe comprenait plusieurs chercheurs du Collège des sciences et de l'ingénierie de l'Université du Minnesota et du laboratoire d'innovation du Centre de génomique de l'Université du Minnesota. L'équipe a récemment remporté le concours de sciences de la vie « Walleye Tank » de l'Université. Ce concours de pitch dans le domaine des sciences de la vie offre des opportunités de formation et de promotion aux entreprises médicales et des sciences de la vie, émergentes et établies.

Cette recherche a été réalisée en collaboration avec le Centre de recherche en ingénierie pour les technologies avancées pour la préservation des systèmes biologiques (ATP-Bio) et le Zebrafish Core de l'Université du Minnesota.