Chemici vyrobili z DNA nejmenší anténu světa, měří jen pět nanometrů

Vědci z Montrealské univerzity vytvořili nanoanténu pro sledování pohybu proteinů. Zařízení, o němž tento týden informoval časopis Nature Methods, je úplně novou metodou, která může pomoci sledovat změny proteinů v průběhu času a může vědcům pomoci lépe porozumět přírodním, ale i lidmi navrženým nanotechnologiím.

„Výsledky jsou tak skvělé, že jsme hned začali pracovat na založení start-upu, který by tuto nanoanténu dokázal komerčně využít a ona se tak dostala k co nejvíc vědcům ve farmaceutickému průmyslu,“ uvedl hlavní autor studie Alexis Vallée-Bélisle.

Před více než čtyřiceti lety vědci vynalezli první syntetizátor DNA, který umožnil vytvořit molekuly kódující genetickou informaci. „V posledních letech si ale chemici uvědomili, že DNA lze využít také k vytváření různých nanostruktur a nanostrojů,“ vysvětluje Vallée-Bélisle.

Obousměrná vysílačka

„DNA má vlastně podobné vlastnosti jako stavebnice LEGO, skládá se z drobných kostiček, z nichž se dá skládat cokoliv. Inspirovali jsme se těmito vlastnostmi a vytvořili jsme z těchto kostiček, které jsou dvacettisíckrát menší, než je tloušťka lidského vlasu, fluorescenční nanoanténu na bázi DNA, která může pomoci s pochopením funkcí proteinů,“ dodal.

„Podobně jako obousměrná vysílačka, která dokáže přijímat i vysílat rádiové vlny, fluorescenční nanoanténa přijímá světlo v jedné barvě nebo vlnové délce a v závislosti na pohybu proteinu, který snímá, pak vysílá zpět světlo v jiné barvě, kterou můžeme detekovat,“ popisuje vědec princip miniaturního zařízení.

Jednou z hlavních inovací těchto nanoantén je, že přijímací část antény je využita také ke snímání molekulárního povrchu studovaného proteinu prostřednictvím molekulární interakce – jako by to byla současně anténa a ještě k tomu kamera.

„Největší výhodou použití DNA pro konstrukci těchto nanoantén je, že chemie DNA je relativně jednoduchá a programovatelná,“ říká první autor studie Scott Harroun. Nanoantény na bázi DNA se podle něj dají syntetizovat s různou délkou a flexibilitou, což znamená, že se dá velmi snadno zajistit, aby byly specializované pro řadu konkrétních úkolů. „K DNA lze snadno připojit fluorescenční molekulu a pak tuto fluorescenční nanoanténu připojit k biologickému nanostroji, například enzymu,“ vysvětluje.

K čemu to je?

Výsledná anténka sice měří pouhých pět nanometrů, ale vydává zřetelný signál, když protein vykonává svou biologickou funkci. Takové fluorescenční nanoantény otevírají podle vědců mnoho zajímavých cest v biochemii a nanotechnologiích.

„Podařilo se nám například poprvé v reálném čase detekovat funkci enzymu alkalické fosfatázy s různými biologickými molekulami a léčivy,“ řekl Harroun. Tento enzym se podílí na mnoha onemocněních, včetně různých druhů rakoviny a střevních zánětů.

„Kromě toho, že nám tato nová metoda pomůže pochopit, jak přirozené nanostroje fungují nebo nefungují, což následně vede k onemocnění, může také pomoci chemikům identifikovat nové slibné léky a také nasměrovat nanoinženýry k vývoji vylepšených nanostrojů,“ dodal spoluautor studie Dominic Lauzon.

Jedním z hlavních pokroků, které tyto nanoantény umožňují, je podle vědců také jejich snadné použití. „Asi nejvíce nás těší, že spousta laboratoří na celém světě, které jsou vybaveny běžným spektrofluorometrem, by mohlo tyto nanoantény snadno využít ke studiu svých oblíbených proteinů, například k identifikaci nových léčiv nebo k vývoji nových nanotechnologií,“ doplnil Vallée-Bélisle. 

Výběr redakce

Aktuálně z rubriky Věda

Vlna veder připravila v Evropě o život nejméně 10 tisíc lidí, ukazují první data o nadúmrtích

Evropské země zaznamenaly na konci června, kdy vrcholila vlna veder, přes 10 tisíc úmrtí navíc oproti obvykle očekávanému počtu, vyplývá z údajů zveřejněných organizací EuroMOMO, což je síť podporovaná Evropským centrem pro prevenci a kontrolu nemocí (ECDC) a Světovou zdravotnickou organizací (WHO). V drtivé většině, u více než devíti tisíc úmrtí, se to týkalo lidí starších než 65 let.
před 20 mminutami

Archeologové na Děvičkách odkryli základy zřejmě bývalé strážnice

Úlomky keramiky z šestnáctého století, zvířecí kosti nebo základy pravděpodobné strážnice zatím odhalili archeologové při průzkumu na zřícenině hradu Děvičky u Pavlova na Břeclavsku. Jeho hlavním cílem je odkrytí původních konstrukcí hradu, které byly dosud ukryté pod zemí. Mezi nimi by mohly být například základy bývalé zvonice. Průzkum má hrad připravit na odvodnění a generální opravu sklepů.
před 25 mminutami

Experti vyzývají k opatřením kvůli ekonomickým dopadům AI

Více než dvě stě výzkumníků a ekonomů, včetně šestnácti nositelů Nobelovy ceny a odborníků ze společností OpenAI, Anthropic a Google, vyzvalo vlády a představitele technologického sektoru, aby urychleně vytvořili pravidla a instituce, které se budou zabývat ekonomickými dopady umělé inteligence (AI). Ve společném prohlášení varují, že AI může vyvolat větší ekonomickou transformaci než průmyslová revoluce, ale v mnohem kratším časovém období.
před 18 hhodinami

Astronomové začínají chápat, jak vypadá rozmnožování černých děr

Černé díry typicky vznikají tím, že se gravitačně zbortí masivní hvězda. Jenže mohou mít i odlišný původ. Nová černá díra může vzniknout také spojením dvou „rodičovských“ černých děr. Nové studie ukazují, že tímto způsobem vzniká více těchto objektů, než se zdálo.
před 19 hhodinami

Pětice mladých Čechů získala zlato ve světové fyzikální soutěži

Český tým středoškoláků vybojoval zlatou medaili v mezinárodním kole Turnaje mladých fyziků (IYPT), které se od 5. do 12. července konalo ve švýcarském Curychu.
včera v 11:24

Aukční síň vydraží kostru Tyrannosaura rexe, vyvolávací cena je 19 milionů dolarů

Aukční síň Sotheby’s bude v úterý dražit vzácnou kostru Tyrannosaura rexe nalezenou před několika lety ve Spojených státech. Vyvolávací cena je 19 milionů dolarů (asi 400 milionů korun), nedá se však vyloučit, že se podaří pokořit aukční rekord pro dinosaury. Prodej pravděpodobně přitáhne pozornost nejen muzeí, ale také soukromých sběratelů, upozornil portál BBC News.
12. 7. 2026

Golfský proud se už možná nedá zachránit, varuje studie

Jen málokteré téma rozděluje klimatology tak, jako je možný kolaps mořských proudů. Zatímco ohledně příčin, rychlosti i směru klimatických změn mezi nimi panuje shoda, u zpomalování Golfského proudu, který je součástí systému AMOC, zatím konsensus nepanuje. Nová studie přichází se scénářem, který je výrazně pesimistický.
12. 7. 2026

Vědci zvažují provedení negativní přestupné hodiny. Může vyřešit zvětšující se problém

Čas na atomových hodinách, jímž lidstvo řídí své aktivity, se stále více rozchází od toho, jak se otáčí Země. Na podzim to budou řešit experti, ve hře je i odebrání jedné hodiny.
11. 7. 2026

Evropský pohled

ČT24 každý den vybírá z obsahu publikovaného evropskými veřejnými médii, členy Eurovize.