» » Ученые создали самую маленькую в мире антенну, сделанную из ДНК.

Ученые создали самую маленькую в мире антенну, сделанную из ДНК.

59


Дэвид Нилд


Ученые построили самую маленькую из когда-либо созданных антенн — всего пять нанометров в длину. В отличие от своих гораздо более крупных собратьев, с которыми мы все знакомы, эта крошечная штука создана не для передачи радиоволн, а для того, чтобы собирать секреты постоянно меняющихся белков.


Наноантенна сделана из ДНК , молекул, несущих генетические инструкции, которые примерно в 20 000 раз меньше человеческого волоса. Он также флуоресцентный, что означает, что он использует световые сигналы для записи и передачи информации.


И эти световые сигналы можно использовать для изучения движения и изменения белков в режиме реального времени.

Часть инновации с этой конкретной антенной заключается в том, что ее приемная часть также используется для определения молекулярной поверхности белка, который она изучает. Это приводит к отчетливому сигналу, когда белок выполняет свою биологическую функцию.


«Подобно двусторонней радиосвязи, которая может как принимать, так и передавать радиоволны, флуоресцентная наноантенна принимает свет одного цвета или длины волны, и в зависимости от движения белка, которое она ощущает, затем передает обратно свет другого цвета, который мы можем обнаружить. — говорит химик Алексис Валле-Белиль из Университета Монреаля (UdeM) в Канаде.


В частности, работа антенны заключается в измерении структурных изменений белков с течением времени. Белки — это большие сложные молекулы, которые выполняют в организме все виды основных задач, от поддержки иммунной системы до регулирования функций органов.

Однако по мере того, как белки спешат выполнять свою работу, они претерпевают постоянные изменения в структуре, переходя из состояния в состояние в очень сложном процессе, который ученые называют белковой динамикой . И у нас нет хороших инструментов для отслеживания динамики белков в действии.


«Экспериментальное изучение переходных состояний белка остается серьезной проблемой, потому что методы с высоким структурным разрешением, включая ядерный магнитный резонанс и рентгеновскую кристаллографию, часто не могут быть непосредственно применены для изучения короткоживущих состояний белка», — объясняет команда в своей статье .


Новейшая технология синтеза ДНК, разработка которой длилась около 40 лет, позволяет производить наноструктуры различной длины и гибкости, оптимизированные для выполнения требуемых функций.


Одно из преимуществ этой сверхмаленькой ДНК-антенны по сравнению с другими методами анализа заключается в том, что она способна улавливать очень короткоживущие белковые состояния. Это, по словам исследователей, означает, что здесь есть множество потенциальных применений, как в биохимии, так и в нанотехнологиях в целом.


«Например, мы впервые смогли определить в режиме реального времени функцию фермента щелочной фосфатазы с различными биологическими молекулами и лекарствами», — говорит химик Скотт Харроун из UdeM. «Этот фермент участвует во многих заболеваниях, включая различные виды рака и воспаления кишечника».

Изучая «универсальность» своей конструкции, команда успешно протестировала свою антенну с тремя различными модельными белками — стрептавидином, щелочной фосфатазой и белком G — но потенциально это еще не все, и одним из преимуществ новой антенны является ее универсальность. .


«Наноантенны можно использовать для мониторинга различных биомолекулярных механизмов в режиме реального времени, включая небольшие и большие конформационные изменения — в принципе, любое событие, которое может повлиять на флуоресцентное излучение красителя», — пишет команда в своей статье .


ДНК становится все более и более популярной в качестве строительного блока, который мы можем синтезировать и манипулировать для создания наноструктур, таких как антенна в этом исследовании. Химия ДНК относительно проста в программировании и проста в использовании после программирования.


Сейчас исследователи стремятся создать коммерческий стартап, чтобы технологию наноантенн можно было практически упаковать и использовать другими, будь то фармацевтические организации или другие исследовательские группы.


«Возможно, нас больше всего воодушевляет осознание того, что многие лаборатории по всему миру, оснащенные обычным спектрофлуориметром, могут легко использовать эти наноантенны для изучения своего любимого белка, например, для идентификации новых лекарств или разработки новых нанотехнологий», — говорит Валле. -Белиль .

Исследование опубликовано в журнале Nature Methods .

https://www.sciencealert.com/scientists-have-made-the-tiniest-antenna-ever-using-dna

новости | Ошибка? Суббота,1:00 0 Просмотров:41
Другие новости по теме:
Уважаемый посетитель, Вы зашли на сайт как незарегистрированный пользователь.
Мы рекомендуем Вам зарегистрироваться либо войти на сайт под своим именем.
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.