Подобно двусторонней радиосвязи, которая может как принимать, так и передавать радиоволны, флуоресцентная наноантенна, разработанная Алексисом Валле-Белилем и его командой, принимает свет одного цвета и, в зависимости от движения белка, который она ощущает, затем передает свет обратно в другом цвете, который мы можем обнаружить. Одно из основных нововведений этих наноантенн заключается в том, что приемная часть антенны (ярко-зеленая) также используется для определения молекулярной поверхности исследуемого белка посредством молекулярного взаимодействия. Кредит: Кейтлин Монни

Исследователи из Университета Монреаля создали наноантенну для наблюдения за движением белков. На прошлой неделе в Nature Methods сообщалось, что это устройство представляет собой новый метод мониторинга структурных изменений белков с течением времени и может помочь ученым лучше понять природные и созданные человеком нанотехнологии.

«Результаты настолько захватывающие, что в настоящее время мы работаем над созданием стартапа для коммерциализации и предоставления этой наноантенны большинству исследователей и фармацевтической промышленности», — сказал профессор химии UdeM Алексис Валле-Белиль, старший автор исследования.

Антенна, которая работает как двустороннее радио
Более 40 лет назад исследователи изобрели первый синтезатор ДНК для создания молекул, кодирующих генетическую информацию. «В последние годы химики осознали, что ДНК также можно использовать для создания различных наноструктур и наномашин», — добавил исследователь, который также возглавляет Канадскую кафедру исследований в области биоинженерии и бионанотехнологий.

«Вдохновленные «легоподобными» свойствами ДНК со строительными блоками, которые обычно в 20 000 раз меньше человеческого волоса, мы создали флуоресцентную наноантенну на основе ДНК, которая может помочь охарактеризовать функцию белков». он сказал

«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. ”

Одно из основных нововведений этих наноантенн заключается в том, что приемная часть антенны также используется для обнаружения молекулярной поверхности исследуемого белка посредством молекулярного взаимодействия.

Одним из основных преимуществ использования ДНК для создания этих наноантенн является то, что химия ДНК относительно проста и программируема», — сказал Скотт Харроун, докторант по химии UdeM и первый автор исследования.

«Наноантенны на основе ДНК могут быть синтезированы с различной длиной и гибкостью, чтобы оптимизировать их работу», — сказал он. «Можно легко прикрепить флуоресцентную молекулу к ДНК, а затем прикрепить эту флуоресцентную наноантенну к биологической наномашине, такой как фермент.

«Тщательно настроив конструкцию наноантенны, мы создали антенну длиной в пять нанометров, которая генерирует отчетливый сигнал, когда белок выполняет свою биологическую функцию».

Ученые считают, что флуоресцентные наноантенны открывают множество захватывающих направлений в биохимии и нанотехнологиях.

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

«В дополнение к тому, что он помогает нам понять, как природные наномашины функционируют или работают со сбоями, что приводит к заболеваниям, этот новый метод также может помочь химикам выявить новые многообещающие лекарства, а также направить наноинженеров на разработку усовершенствованных наномашин», — добавил Доминик Лаузон, соавтор исследования. исследование делает его докторскую степень в области химии в UdeM.

По словам ученых, одним из основных достижений этих наноантенн является также простота их использования.

«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», — сказал Валле. -Белиль.