Исследователи из Монреальского университета создали самую маленькую в мире антенну для наблюдения за движением белка. Её особенность заключается в том, что в качестве строительного материала использовалась ДНК. Согласно опубликованной в журнале Nature Methods статье, это устройство представляет собой новый метод мониторинга структурных изменений белка с течением времени, он может помочь учёным лучше понять природные и искусственные нанотехнологии.
Более 40 лет назад исследователи изобрели первый ДНК-синтезатор для создания молекул, кодирующих генетическую информацию. В последние годы химики осознали, что ДНК также можно использовать для создания различных наноструктур. Вдохновлённые LEGO-подобными свойствами ДНК со строительными блоками, которые зачастую в 20 тыс. раз меньше человеческого волоса, канадские учёные создали флуоресцентную наноантенну на основе ДНК, которая позволит охарактеризовать функцию белков.
Подобно двусторонней радиосвязи, которая позволяет принимать и передавать радиоволны, наноантенна принимает свет в одном цвете и в зависимости от движения белка передаёт обратно свет в другом цвете, который можно обнаружить. Особенность такой антенны заключается в том, что часть антенны, отвечающая за приём сигнала, также используется для обнаружения молекулярной поверхности исследуемого белка посредством молекулярного взаимодействия.
По словам старшего автора исследования профессора Алексиса Валле-Белисля (Alexis Vallee-Belisle), преимущество использования ДНК для создания наноантенн заключается в относительно простой и программируемой химической структуре ДНК. Такие антенны могут быть синтезированы с различной длиной и гибкостью. К ДНК можно легко прикрепить флуоресцентную молекулу, а затем прикрепить наноантенну к биологической наномашине, такой как фермент.
У канадских учёных получилось создать антенну длиной в пять нанометров, она генерирует отчётливый сигнал, когда белок выполняет свою биологическую функцию. Результаты настолько впечатлили исследователей, что сейчас они работают над созданием стартапа для коммерциализации этой разработки.
Флуоресцентные наноантенны открывают множество направлений в биохимии и нанотехнологиях. Например, учёным впервые удалось в режиме реального времени определить щелочную фосфатазу при взаимодействии фермента с различными биологическими молекулами и лекарствами. Этот фермент участвует во многих заболеваниях и используется в качестве биомаркера для определения различных видов рака и воспаления кишечника. Наноантенны помогут химикам идентифицировать новые перспективные лекарства, их можно легко использовать во многих лабораториях по всему миру для создания лекарств или разработки новых нанотехнологий.
