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

Archeologové popsali unikátní masakr žen a dětí z doby železné

Před 2800 lety se odehrál masakr, při kterém neznámí útočníci pobili desítky žen a dětí. Archeologové teď pomocí forenzních metod zkoušejí popsat, co se tehdy vlastně stalo a proč je celá řada okolností spojených s touto masovou vraždou tak podivná.
před 3 hhodinami

Vědci vysvětlili „problém první noci“

Radost z cestování může mnohdy pokazit první noc na novém místě. Člověk se převaluje, má divoké sny, vzbudí ho každé šustnutí a ani druhý den si kvůli nevyspalosti moc neužije. Druhá noc už zpravidla bývá mnohem lepší. Tento fenomén se odborně označuje jeho „problém první noci“. Vědci teď exaktně popsali, v čem spočívá.
před 20 hhodinami

Evropské lesy je třeba připravit na kůrovce i další požáry, varuje velký model

Podmínky pro vznik kůrovcových kalamit podobných té z let 2018 až 2022 se v budoucnosti budou opakovat, ukazuje nový model vytvořený s pomocí umělé inteligence. Podíleli se na něm i čeští vědci a předpovídá vývoj v Evropě, včetně Česka. I v nejoptimističtějším scénáři předpokládá výrazný nárůst zasažených lesů.
před 22 hhodinami

Brzký nástup jara může přinést problémy, varují fenologové

Letošní časný nástup jara se velmi podobá rekordnímu, který vědci zaznamenali před dvěma lety po historicky nejteplejším únoru. Oznámili to vědci z Ústavu výzkumu globální změny AV ČR – CzechGlobe a Mendelovy univerzity v Brně. Podle nich to prokazuje fakt, že habry obecné u Lanžhota na Břeclavsku vyrašily v pondělí 9. března, což je vyrovnání rekordního termínu z předloňska.
včera v 09:46

Močovina uvázlá v Hormuzu by ohrozila světové zemědělství

Po uzavření Hormuzského průlivu se rychle zvýšily ceny ropy a zemního plynu, což svět sleduje s obavami. Experti na potravinovou bezpečnost varují před možným zpomalením dodávek močoviny, která se používá jako hnojivo.
9. 3. 2026

Chirurg v Londýně, pacient na Gibraltaru. První britská operace na dálku uspěla

Chirurg z Londýna provedl první robotickou operaci na dálku v Británii, pacient se při ní nacházel 2400 kilometrů daleko na Gibraltaru. Operace, při níž byla pacientovi odstraněna prostata, byla součástí zkušebního programu a využila robotický systém Toumai.
9. 3. 2026

Vědci objevili vakoveverky s bizarně dlouhými prsty. Pokládali je za vyhynulé

Tým vedený australským vědcem Timem Flannerym objevil v deštných pralesích v odlehlé oblasti Nové Guineje dva druhy vačnatců, kteří byli pokládáni za tisíce let vyhynulé. Jde o vzácné případy druhů, které vědci znali jen z fosilních nálezů, ale pak se zjistilo, že přežily.
9. 3. 2026

Čeští vědci testují léčbu deprese u lidí s roztroušenou sklerózou psychedeliky

S roztroušenou sklerózou žije na světě odhadem 2,9 milionu lidí, počet případů dlouhodobě roste. V Česku se s tímto onemocněním léčí více než dvacet tisíc lidí. Řadu z nich postihují příznaky deprese nebo úzkosti. Vědci z Národního ústavu duševního zdraví (NUDZ) teď začali přijímat dobrovolníky do studie PsyPal. Ta zkoumá možné léčebné využití psilocybinu při léčbě deprese právě při onemocnění roztroušenou sklerózou.
9. 3. 2026
Načítání...