Vědci vytvořili nejmenší anténu, která kdy byla vyrobena – jen pět nanometrů dlouhá. Na rozdíl od svých mnohem větších protějšků, které všichni známe, tato malá věc nebyla vytvořena pro přenos rádiových vln, ale pro shromažďování tajemství neustále se měnících proteinů.
Nanantina vyrobená z DNAMolekuly nesoucí genetické instrukce jsou asi 20 000krát menší než lidský vlas. Jsou také fluorescenční, což znamená, že používají světelné signály k záznamu a hlášení informací.
Tyto světelné signály lze použít ke studiu pohybu a změn proteinů v reálném čase.
Součástí inovace této konkrétní antény je způsob, jakým se její receptorová část používá také ke snímání molekulárního povrchu proteinu, který studuje. To vytváří zřetelný signál, když protein plní svou biologickou funkci.
„Podobně jako obousměrné rádio, které může přijímat a vysílat rádiové vlny, fluorescenční nanoanténa přijímá světlo jedné barvy nebo vlnové délky a v závislosti na pohybu proteinu, který snímá, pak vysílá světlo zpět v jiné barvě, kterou dokážeme detekovat. “ Chemik Alexis Vallée-Bélisle říká:z University of Montreal (UdeM) v Kanadě.
Konkrétně funkcí antény je měřit strukturální změny v proteinech v průběhu času. Proteiny jsou velké, složité molekuly, které v těle plní všechny základní úkoly, od podpory imunitního systému až po regulaci funkcí orgánů.
Jak se však proteiny zrychlují, aby vykonávaly svou práci, podléhají neustálým změnám ve struktuře, pohybují se z jednoho stavu do druhého ve velmi složitém procesu, který vědci nazývají Dynamika bílkovin. A nemáme dobré nástroje pro sledování dynamiky proteinů v akci.
„Experimentální studium proteinových trans-stavů zůstává velkou výzvou, protože techniky vysokého strukturálního rozlišení, včetně NMR a rentgenové krystalografie, často nelze přímo použít ke studiu krátkodobých proteinových stavů,“ tým. Vysvětlete v jejich papíru.
Nejnovější technologie výroby DNA – asi 40 let ve vývoji – je schopna produkovat přizpůsobené nanostruktury různých délek a flexibility, optimalizované tak, aby splňovaly jejich požadovanou funkčnost.
Jednou z výhod této ultra-malé DNA antény oproti jiným analytickým technikám je její schopnost zachytit proteinové stavy s velmi krátkou životností. To, říkají vědci, znamená, že zde existuje mnoho potenciálních aplikací, jak v biochemii, tak v nanotechnologii obecně.
„Například se nám poprvé podařilo v reálném čase odhalit funkci enzymu alkalické fosfatázy s řadou biologických molekul a léků,“ Chemik Scott Aaron říká:z Udem. „Tento enzym má roli v mnoha onemocněních, včetně různých druhů rakoviny a střevních infekcí.“
Při zkoumání „univerzálnosti“ jejich designu tým úspěšně testoval anténu se třemi různými modely proteinů – streptavidinem, alkalickou fosfatázou a G-proteinem – ale pravděpodobně přibudou další a jedna z výhod nová anténa je její všestrannost.
„Nanoantény lze použít k pozorování odlišných biomolekulárních mechanismů v reálném čase, včetně malých a velkých konformačních změn – v zásadě jakékoli události, která může ovlivnit fluorescenční emisi barviva,“ napsat do jejich papíru.
DNA se stává stále populárnější jako stavební blok, který můžeme vyrábět a manipulovat s ním, abychom vytvořili nanostruktury, jako je v této studii anténa. Chemie DNA je relativně snadno programovatelná a po naprogramování snadno použitelná.
Vědci se nyní snaží vytvořit komerční start-up, aby technologii nanoantén mohli prakticky zabalit a používat jiní, ať už farmaceutické instituce nebo jiné výzkumné týmy.
„Možná jsme nejvíce nadšeni zjištěním, že mnoho laboratoří po celém světě, vybavených konvenčním spektrofotometrem, může snadno použít tyto nanonanity ke studiu jejich preferovaného proteinu, jako je identifikace nových léků nebo vývoj nových nanotechnologií,“ Vallée-Bélisle říká.
Vyhledávání bylo zveřejněno v Cesty přírody.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
