Zinātnieki ir radījuši mazāko antenu, kāda jebkad radīta – tikai piecus nanometrus garu. Atšķirībā no mums zināmajiem daudz lielākajiem analogiem, šī miniatūra lieta nav paredzēta radioviļņu pārraidīšanai, bet gan mainīgo proteīnu noslēpumu uztveršanai. Nanoantena ir izgatavota no DNS - molekulām, kas satur ģenētiskas instrukcijas, kas ir aptuveni 20 XNUMX reižu mazākas par cilvēka matu. Tas ir arī fluorescējošs, kas nozīmē, ka informācijas ierakstīšanai un pārsūtīšanai izmanto gaismas signālus. Šos gaismas signālus var izmantot, lai pētītu proteīnu kustību un izmaiņas reāllaikā.
Šīs antenas inovācija slēpjas tajā, ka tās uztverošā daļa tiek izmantota arī pētāmā proteīna molekulārās virsmas noteikšanai. Tas ļauj iegūt skaidru signālu, kad proteīns veic savu bioloģisko funkciju.
"Tāpat kā divvirzienu radio, kas var gan uztvert, gan pārraidīt radioviļņus, fluorescējoša nanoantena uztver vienas krāsas vai viļņa garuma gaismu un atkarībā no proteīna kustības, ko tā uztver, pēc tam raida dažādas krāsas gaismu, ko mēs varam noteikt. ." saka ķīmiķis Aleksis Valle-Belisle no Monreālas Universitātes (UdeM) Kanādā. Jo īpaši antenas uzdevums ir izmērīt proteīnu strukturālās izmaiņas laika gaitā. Olbaltumvielas ir lielas, sarežģītas molekulas, kas organismā veic dažādus svarīgus uzdevumus, sākot no imūnsistēmas atbalsta līdz orgānu funkciju regulēšanai.
Tomēr, olbaltumvielām steidzoties veikt savu darbu, to struktūrā notiek pastāvīgas izmaiņas, pārejot no stāvokļa uz stāvokli ļoti sarežģītā procesā, ko zinātnieki sauc par olbaltumvielu dinamiku. Un mums nav labu rīku, lai izsekotu šo olbaltumvielu dinamiku darbībā.
"Eksperimentālie pētījumi par proteīnu pārejas stāvokļiem joprojām ir liels izaicinājums, jo augstas strukturālās izšķirtspējas metodes, tostarp kodolmagnētiskās rezonanses un rentgenstaru kristalogrāfiju, bieži nevar tieši pielietot īslaicīgu olbaltumvielu stāvokļu izpētei," savā rakstā skaidro komanda. Jaunās DNS sintēzes tehnoloģijas, kuru izstrāde notiek jau aptuveni 40 gadus, ļauj izveidot dažāda garuma un elastības nanostruktūras, optimizētas nepieciešamo funkciju veikšanai.
Viena no šīs īpaši mazās DNS antenas priekšrocībām salīdzinājumā ar citām analīzes metodēm ir tā, ka tā spēj uztvert ļoti īslaicīgus proteīnu stāvokļus. Tas, pēc pētnieku domām, nozīmē, ka šeit ir daudz potenciālu pielietojumu gan bioķīmijā, gan nanotehnoloģijās kopumā.
Izpētot to dizaina "daudzpusību", komanda guva panākumus protestēja tās antena ar trim dažādiem modeļa proteīniem – streptavidīnu, sārmaino fosfatāzi un proteīnu G –, taču, iespējams, gaidāms daudz vairāk, un viena no jaunās antenas priekšrocībām ir tās daudzpusība. Nanoantenas var izmantot, lai reāllaikā uzraudzītu dažādus biomolekulāros mehānismus, tostarp nelielas un lielas konformācijas izmaiņas – principā jebkuru notikumu, kas var ietekmēt krāsvielas fluorescences emisiju.
DNS kļūst arvien populārāka kā celtniecības bloks, ko mēs varam sintezēt un manipulēt, lai izveidotu nanostruktūras, piemēram, antenu šajā pētījumā. DNS ķīmija ir vienkārši programmējama un viegli lietojama pēc ieprogrammēšanas.
Pētnieki pašlaik meklē komerciālu starta izveidi, lai nanoantenas tehnoloģiju varētu praktiski iepakot un izmantot citi neatkarīgi no tā, vai tās ir farmācijas organizācijas vai citas pētniecības grupas.
Lasi arī:
- Zinātnieki ir izstrādājuši vieglu kosmosa robotu ar precīzu vadību
- Ķīnas "mākslīgā saule" pārspēja pasaules rekordu plazmas sintēzē