Oamenii de știință au construit cea mai mică antenă din lume și este făcută din ADN

Oamenii de știință au construit cea mai mică antenă de până acum – doar cinci nanometri lungime. Spre deosebire de omologii săi mult mai mari pe care îi știm cu toții, acest lucru minuscul nu este făcut pentru a transmite unde radio, ci pentru a afla secretele proteinelor în continuă schimbare.

Nanoantena este realizată din ADN, molecule care poartă instrucțiuni genetice care sunt de aproximativ 20.000 de ori mai mici decât un păr uman. De asemenea, este fluorescent, ceea ce înseamnă că folosește semnale luminoase pentru a înregistra și a raporta informații.

Și aceste semnale luminoase pot fi folosite pentru a studia mișcarea și schimbarea proteinelor în timp real.

O parte a inovației cu această antenă particulară este modul în care partea receptoră a acesteia este, de asemenea, utilizată pentru a detecta suprafața moleculară a proteinei pe care o studiază. Acest lucru are ca rezultat un semnal distinct când proteina își îndeplinește funcția biologică.

„Asemenea unui radio bidirecțional care poate recepționa și transmite unde radio, nanoantena fluorescentă primește lumina într-o culoare, sau lungime de undă și, în funcție de mișcarea proteinelor pe care le detectează, apoi retransmite lumina într-o altă culoare, pe care noi poate detecta,” spune chimistul Alexis Vallée-Bélisle, de la Université de Montréal (UdeM) din Canada.

Mai exact, sarcina antenei este de a măsura modificările structurale ale proteinelor în timp. Proteinele sunt molecule mari și complexe care îndeplinesc tot felul de sarcini esențiale în organism, de la susținerea sistemului imunitar până la reglarea funcției organelor.

Cu toate acestea, pe măsură ce proteinele se grăbesc să-și facă treaba, ele suferă modificări structurale constante, trecând de la o stare la alta într-un proces foarte complex pe care oamenii de știință îl numesc dinamica proteinelor. Și nu avem cu adevărat instrumentele potrivite pentru a urmări dinamica acestor proteine ​​în acțiune.

READ  Cum va fi sfârșitul universului? „Va fi un loc trist și rece”

„Studiul experimental al stărilor tranzitorii ale proteinelor rămâne o provocare majoră, deoarece tehnicile de înaltă rezoluție structurală, inclusiv rezonanța magnetică nucleară și cristalografia cu raze X, adesea nu pot fi aplicate în mod direct pentru a studia stările de proteine ​​de scurtă durată”, a spus echipa. explică în articolul său.

Cea mai recentă tehnologie de sinteză a ADN-ului – aproximativ 40 de ani de dezvoltare – este capabilă să producă nanostructuri la comandă de lungimi și flexibilități diferite, optimizate pentru a-și îndeplini funcțiile necesare.

Unul dintre avantajele acestei antene ADN foarte mici față de alte tehnici analitice este că este capabilă să capteze stări de proteine ​​de foarte scurtă durată. Potrivit cercetătorilor, asta înseamnă că aici există multe aplicații potențiale, atât în ​​biochimie, cât și în nanotehnologie în general.

„De exemplu, am putut detecta, în timp real și pentru prima dată, funcția enzimei fosfatazei alcaline cu o varietate de molecule și medicamente biologice”, spune chimistul Scott Harroun, de la UdeM. „Această enzimă a fost implicată în multe boli, inclusiv în diverse tipuri de cancer și inflamație intestinală”.

În timp ce a explorat „universalitatea” designului lor, echipa și-a testat cu succes antena cu trei modele de proteine ​​diferite – streptavidină, fosfatază alcalină și proteină G – dar pot să urmeze multe altele și unul dintre avantajele noului model. antena este versatilitatea sa.

„Nanoantenele pot fi folosite pentru a monitoriza mecanisme biomoleculare distincte în timp real, inclusiv schimbări conformaționale mici și mari – în principiu, orice eveniment care poate afecta emisia de fluorescență a colorantului”, a spus echipa. scris în jurnalul său.

READ  Nicio întoarcere la normalul pre-Covid, spun oamenii de știință

ADN-ul devine din ce în ce mai popular ca un bloc pe care îl putem sintetiza și manipula pentru a crea nanostructuri precum antena din acest studiu. Chimia ADN-ului este relativ simplu de programat și ușor de utilizat odată programată.

Cercetătorii caută acum să creeze un startup comercial, astfel încât tehnologia nanoantenei să poată fi practic ambalată și utilizată de către alții, fie că sunt organizații farmaceutice sau alte echipe de cercetare.

„Poate că ceea ce ne entuziasmează cel mai mult este realizarea faptului că multe laboratoare din întreaga lume, echipate cu un spectrofluorometru convențional, ar putea folosi cu ușurință aceste nanoantene pentru a studia proteina lor preferată, de exemplu pentru a identifica noi medicamente sau pentru a dezvolta altele noi. nanotehnologii”. spune Vallée-Bélisle.

Cercetarea a fost publicată în Metode naturale.

Faci un comentariu sau dai un răspuns?

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *