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

Vzácné setkání. Žraloka bílého natočili pod hladinou Středozemního moře

Žraloci bílí jsou ve Středozemním moři už téměř vyhynulí, primárně kvůli nadměrnému rybolovu. Skupině dobrovolníků, kteří čistili vraky lodí od rybářských sítí, se teď podařilo tohoto predátora nafilmovat u pobřeží Sicílie.
před 22 mminutami

Nadšení i zděšení. Vědci poprvé upravili lidská embrya novou technologií

Nová genetická technika umožňuje mnohem přesnější úpravu lidských embryí než doposud používaný CRISPR. Tým newyorských biochemiků dokázal posunout úspěšnost postupu natolik, že řada expertů vyjadřuje znepokojení z možnosti vzniku „dětí na zakázku“.
před 2 hhodinami

Nebezpečné invazní druhy může mapovat i veřejnost

V pondělí začíná Týden invazních druhů, který veřejnosti přiblíží rostlinné i živočišné druhy zavlečené do Česka a ohrožující místní druhovou rozmanitost. O víkendu ho pak zakončí pátý ročník akce Biosmršť, při níž se zájemci mohou zapojit do mapování výskytu invazních druhů.
před 7 hhodinami

Archeologové našli na Bahamách vraky „pirátů z Karibiku“

Mezinárodní tým archeologů našel v přístavu u bahamského Nassau první lodní vraky spojené s obdobími, kdy se v oblasti plavili piráti Edward Teach zvaný Černovous a Calico Jack Rackham. Výzkumníci identifikovali šest vraků. Místo sloužilo v 17. a 18. století jako hlavní pirátská základna v Karibiku a tři vraky podle odborníků pocházejí ze zlatého věku pirátství. Informoval o tom britský list The Guardian.
před 21 hhodinami

Včelí královny se rodí do purpuru. Vědci popsali, jak se vybírá vládkyně roje

Výběr včelí matky neboli královny je mnohem komplikovanější, než se doposud zdálo. Kalifornští vědci ho v nové studii přirovnávají k porodu středověkého panovníka.
včera v 09:02

Endoprotéz rychle přibývá. Někde se ale čeká roky

Stárnutí české populace a lepší technologie vedou k tomu, že se za poslední roky téměř zdvojnásobil počet operací endoprotéz. Některé nemocnice ale stále nezvládají dodržet čekací hranici jednoho roku.
6. 6. 2026

NASA ukončila poplach na ISS. Posádka se vrátila z úkrytu

Americký Národní úřad pro letectví a vesmír (NASA) ukončil poplach a nařídil posádce Mezinárodní vesmírné stanice (ISS), aby se vrátila na palubu k dřívějšímu provozu. Dříve posádce nařídil ukrýt se do kosmických lodí a připravit se na možnou evakuaci kvůli zhoršujícím se únikům vzduchu z ruského segmentu, uvedla agentura Reuters. Ruští kosmonauté se únik vzduchu pokusili opravit, ruská kosmická agentura Roskosmos snahy ale následně pozastavila a sdělila, že neexistuje žádné ohrožení bezpečnosti posádky ani palubních systémů ISS.
5. 6. 2026Aktualizováno5. 6. 2026

Vedro na konci května připomnělo Britům „černé léto“ 1976

Nejteplejší květen v dějinách měření vyvolal v Británii obavy z návratu černého léta roku 1976. Tehdy panovaly takové teploty, že vyschla celá řada vodních zdrojů, trpělo zemědělství i lesy a země poprvé zavedla funkci ministra pro sucho.
5. 6. 2026
Načítání...