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

Nově popsaný pravěký krokodýl připomínal chrta. Jméno má po učiteli fyziky

Nově popsaný druh pravěkého krokodýlovitého tvora patřil zřejmě k nejrychlejším zástupcům svého druhu. Byl sice jen poměrně drobný, ale byl schopný dohnat jakoukoliv kořist, na kterou svými rozměry stačil.
před 19 hhodinami

Lajkuj v pokoji. Meta si patentovala AI, která na sítích zastoupí zesnulého

Společnost Meta získala patent na jazykový model, jenž by v nepřítomnosti uživatele pokračoval v jeho aktivitě na sociálních sítích, napsal server Business Insider. Nástroj vycvičený na datech konkrétního účtu by vytvořil „digitální klon“, který by dle firmy byl vhodný k zastoupení dotyčného třeba v případě dovolené – nebo smrti. Meta tvrdí, že eticky sporného robota nemá v plánu dál rozvíjet.
před 20 hhodinami

Klíčový úřad v USA končí s programy připravenosti na pandemie

Americké úřady plánují kompletní transformaci agentury, která se doposud starala o připravenost na možné budoucí pandemie a o ochranu Spojených států před AIDS. Kritici kroku varují, že to zemi oslabí v případě budoucích epidemií infekčních nemocí.
před 20 hhodinami

Slovensko-český tým objevil nejstarší kovový vrták z Egypta. Vznikl před faraony

Nový objev dvoučlenného vědeckého týmu naznačuje, že vyspělými technologiemi disponovali lidé v Egyptě už před 5300 lety, tedy v době, kdy této zemi ještě nevládli faraoni. Mladí vědci vzácný artefakt objevili, když znovu zkoumali dávno popsané předměty v muzeu.
včera v 10:32

Rozpoznávací nástroje dokáží odhalit deepfake videa. Většinou jsou ale placené

Umělou inteligenci využívají i „ochránci internetu“. Ty nejlepší rozpoznávací nástroje totiž dokáží ve většině případů odhalit i videa vytvořená nebo upravená pomocí AI, která už lidi přelstí. S nárůstem podvodů a deepfake videí jsou tyto technologie stále důležitější. Většina takových nástrojů je ale placená a ty ve verzích zdarma obvykle tak dobře nefungují. Podobné nástroje proto zatím mají jen ti největší hráči v oblasti kyberbezpečnosti. Podle odborníků ale jejich počet poroste. Důležitý stále zůstává i kontext. I tady nicméně dokáží nástroje pomoci. Třeba rozpoznat, kdo na videu mluví, nebo analyzovat informace ve videu a s pomocí AI je pak srovnat s realitou.
včera v 07:30

Analýza fosilií ukázala, že v Japonsku kdysi žili jeskynní lvi

Před desítkami tisíc let žili na rozsáhlém území japonského souostroví lvi. Odhalila to podle agentury Kjódó analýza fosilních vzorků, o kterých se doposud předpokládalo, že patří tygrům. Ve skutečnosti však patří vyhynulému druhu lvů.
16. 2. 2026

Mezi pitím slazených nápojů a úzkostí je silná souvislost, varuje studie

Nápoje plné cukrů mají prokazatelně negativní dopad na lidské tělesné zdraví. Nový výzkum se teď podíval na možné dopady na zdraví duševní – a podle něj také v této oblasti existují náznaky negativních dopadů.
16. 2. 2026

Archeologové objevili na Moravě masivní kadlub z doby bronzové

Vědci objasnili původ kamenného kadlubu, který v době bronzové sloužil k výrobě hrotů kopí a v roce 2007 ho na zahradě našel majitel domu v Morkůvkách na Břeclavsku. Tato forma na zbraň dle archeologů pochází až z Karpat, z území dnešního Maďarska. Přesun obdobného předmětu na takovou vzdálenost byl tehdy výjimečný, upozornili vědci.
16. 2. 2026
Načítání...