研究人员创造一种纳米天线来监测蛋白质的运动

2022年01月18日 00:49 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

蒙特利尔大学研究人员创造了一种纳米天线来监测蛋白质的运动。上周在《自然方法》杂志上报道,该装置是一种监测蛋白质随时间变化的新方法。它可能会在很大程度上帮助科学家更好地理解自然和人类设计的纳米技术。

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40多年前,研究人员发明了第一台DNA合成器,用于制造编码遗传信息的分子。近年来,化学家们已经意识到,DNA也可以被用来建造各种纳米结构和纳米机械。受DNA“乐高”特性的启发,其构建模块通常比人类头发小2万倍。研究人员创造了一种基于DNA的荧光纳米天线,它可以帮助描述蛋白质的功能。

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就像一个既能接收又能发射无线电波的双向收音机一样,荧光纳米天线接收一种颜色或波长的光,根据它感应到的蛋白质运动,然后把另一种颜色的光发射回去,让仪器可以检测到。这些纳米天线的主要创新之一是,天线的接收部分也被采用,通过分子相互作用来感应所研究蛋白质的分子表面。

使用DNA来设计这些纳米天线的主要优势之一是DNA化学相对简单且可编程,基于DNA的纳米天线可以用不同的长度和灵活性进行合成,以优化其功能。人们可以很容易地将一个荧光分子附在DNA上,然后将这个荧光纳米天线附在生物纳米机械上,如酶。通过仔细调整纳米天线的设计,研究人员已经创造了5个纳米长的天线,当蛋白质执行其生物功能时,会产生一个明显的信号。

科学家们认为,荧光纳米天线在生物化学和纳米技术方面开辟了许多令人兴奋的途径。例如,研究人员能够实时并首次检测碱性磷酸酶与各种生物分子和药物的功能。这种酶与许多疾病都有关系,包括各种癌症和肠道炎症。除了帮助科学家了解天然纳米机械如何运作或失灵,从而导致疾病之外,这种新方法还可以帮助化学家确定有前途的新药物,以及指导纳米工程师开发改进的纳米机械。

科学家们说,这些纳米天线带来的一个主要进展是它们的易用性。世界各地的许多实验室配备了传统的分光荧光仪,可以很容易地使用这些纳米天线来研究他们最喜欢的蛋白质。

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