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

Čeští vědci by si měli více věřit, zaznělo v Událostech, komentářích z ekonomiky

České start-upy i zavedené společnosti vyvíjejí špičkové technologie, se kterými jsou úspěšné v tuzemsku i na mezinárodním poli. Stát se je snaží motivovat přímo prostřednictvím různých dotací, ale i nepřímo skrze daňové odpočty na výzkum a vývoj. Navzdory tomu se česká ekonomika v takzvaném indexu inovativnosti spíše propadá. O příčinách poklesu a možnostech zlepšení v Událostech, komentářích z ekonomiky debatovali výzkumnice z Technické univerzity Liberec Markéta Hujerová, výkonná ředitelka Czechitas Senta Čermáková a hlavní ekonom ČSOB Jan Bureš. Debatou provázely Vanda Kofroňová a Tereza Gleichová.
před 12 mminutami

Vědci chtějí změnit jeden z nejnepříjemnějších zvuků na světě

Zvuk zubní vrtačky je tak nepříjemný, že může lidi od návštěvy dentisty odradit, upozorňují vědci. Hledají proto cestu, jak tento problém alespoň zmenšit.
před 3 hhodinami

Zuckerbergův sen o virtuálním světě zmírá. Investice do projektu vysychají

Před pěti lety si šéf Facebooku Mark Zuckerberg vysnil virtuální svět, kde budou žít miliardy uživatelů. Investoval do něj v přepočtu nejméně 1,5 bilionu korun, ale bez větších úspěchů. Podle aktuálních informací nyní myšlenku pomalu opouští.
včera v 10:00

Kočky mňoukají na muže víc než na ženy. Vědci mají vysvětlení

Kočky jsou pro vědce skvělý studijní materiál. Díky tomu, že jsou domestikované méně než psi, nabízejí spoustu informací o tom, jak tento proces vypadá. V novém výzkumu, publikovaném v časopise Ethology, se vědci podívali na to, jak kočky vítají své majitele. Zjistili, že na muže mňoukají výrazně více než na ženy. A pokusili se vysvětlit proč.
včera v 09:00

Výbor v USA chce zrušit doporučení očkovat novorozence proti žloutence B

Americký poradní výbor pro očkování hlasoval pro ukončení dlouhodobého doporučení, aby byly všechny děti ve Spojených státech bezprostředně po narození očkovány proti hepatitidě B. Informovala o tom agentura AP. Činnost komise, jejíž všechny členy po svém nástupu do funkce vyměnil současný ministr zdravotnictví Robert F. Kennedy, známý odpůrce očkování, je přitom ve Spojených státech terčem silné kritiky odborné veřejnosti.
5. 12. 2025

„AI firmy jsou regulované míň než sendviče“. Na superinteligenci nejsou připravené

Analýza zaměřená na osm hlavních firem, které vytvářejí nejpokročilejší modely umělých inteligencí (AI), prokázala, že společnosti vůbec neřeší možnost ztráty kontroly nad takzvanými superinteligencemi, jež se snaží vytvářet. Jde o formu AI, která má ve všech ohledech překonat lidský intelekt.
5. 12. 2025

Advent na blátě. Příští týden půjdou teploty nad deset stupňů

Bláto místo závějí, déšť místo sněhu. A teploty blížící se 15 stupňům nad nulou – to není tradiční představa adventu. Ale již za pár dní to podle předpovědi počasí bude realita Česka.
5. 12. 2025

U zrodu morových ran v Evropě stály sopečné erupce, změnily klima, zjistili vědci

Ke vzniku morové epidemie, která ve 14. století během pouhých několika let připravila o život velkou část evropské populace, podle nové studie zřejmě přispěly sopečné erupce, o nichž tehdejší obyvatelé Evropy ani nevěděli. Ty totiž do atmosféry vychrlily velké množství prachu a dalšího materiálu, což mimo jiné vedlo k citelnému ochlazení.
5. 12. 2025
Načítání...