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

Norští vědci v praxi ověřili scénu z Obecné školy

Je to jedna z nejikoničtějších scén ve filmu Obecná škola – přes varování ředitele školy se několik žáků titulní instituce rozhodne olíznout v zimě zábradlí, jen aby k němu vzápětí přimrzli. Děti školou povinné stejnou chybu zřejmě dělají na více místech světa. O jak nebezpečnou praktiku jde, se rozhodl prověřit tým mladých vědců v Norsku.
před 15 hhodinami

Zelená vlna míří na sever. Němečtí vědci popsali, jak změna klimatu mění lesy

Lesy podstupují řadu proměn. Některé jsou sezonní, jiné dlouhodobější a souvisejí s klimatem. Nová studie teď popsala, jak se posouvají linie stromů směrem k severu – a to včetně míst, kde to vědci nepředpokládali.
před 18 hhodinami

Slunce migrovalo ze srdce galaxie s hvězdnými dvojčaty, naznačuje výzkum

Slunce se narodilo v centru Mléčné dráhy, tedy v ideálních podmínkách pro vznik hvězd. Pak se ale přesunulo do míst, kde jsou nejlepší podmínky pro vznik života. Ukazuje to nová studie založená na datech z evropské družice.
před 20 hhodinami

Zoo se mění v domovy zvířecích důchodců. Nutí je to i k utrácení zdravých kusů

Několik trendů vede společně k tomu, že zoologické zahrady chovají stále víc přestárlých zvířat a nemají kvůli tomu prostory pro rozmnožování těch důležitých. Popsala to rozsáhlá zahraniční studie, ale trend potvrdily pro ČT24 i některé české zoo.
15. 3. 2026

Alternativní Nobelovy ceny končí v USA. Míří do země, která dala světu Einsteina a kukačky

Udělování humoristických Ig Nobelových cen se po více než třiceti letech přesune ze Spojených států do Švýcarska. Zakladatel akce Marc Abrahams už totiž nepovažuje USA za bezpečnou zemi pro hosty cen. Abrahams uvedl, že za rozhodnutím stojí vývoj ve Spojených státech za poslední rok, což odpovídá návratu Donalda Trumpa do Bílého domu.
14. 3. 2026

Déšť jako zbraň. Vojenská meteorologie je pro moderní války zásadní

Vliv meteorologie na vojenské konflikty je zásadní, ale veřejností mnohdy podceňovaný. Přitom bez špičkové předpovědi počasí se nedá žádný moderní konflikt vyhrát.
13. 3. 2026

Čeští vědci využívají AI k hledání „překlepů“ v mozku

Najít v mozku drobné problémy, které mohou jednou přerůst třeba v Alzheimerovu chorobu, to je cílem výzkumu Milana Němého z ČVUT. Využití při tom má umělá inteligence.
13. 3. 2026

Mise Artemis pro přistání na Měsíci může mít zásadní problémy, varuje inspektor

NASA nedávno změnila své plány ohledně mise na Měsíc. Stále ale doufá, že tam do roku 2028 její astronauti přistanou. Teď se objevila další překážka – podle zprávy kontrolního orgánu by let byl spojený s riziky pro bezpečnost posádky. Ve čtvrtek večer pak NASA informovala, že start mise Artemis II, při které astronauti obletí Měsíc, by mohl proběhnout 1. dubna.
12. 3. 2026Aktualizováno12. 3. 2026
Načítání...