Forskare har byggt den minsta antenn som någonsin gjorts och den är bara fem nanometer lång. Det är viktigt att notera att detta inte är gjort för att sända radiovågor utan för att dechiffrera hemligheterna med ständigt föränderliga proteiner.
Nanoantennen är gjord av DNA. Den är fluorescerande, vilket betyder att den använder ljussignaler för att registrera och rapportera information. Dessa ljussignaler kan användas för att studera rörelse och förändring av proteiner i realtid.
Det är innovativt hur dess receptordel också används för att detektera molekylytan på proteinet du studerar. Det resulterar i en annan signal när proteinet fyller sin biologiska funktion.
“Som en tvåvägsradio som kan ta emot och sända radiovågor, tar den fluorescerande nanoantennen emot ljus i en färg eller våglängd och, beroende på rörelsen hos proteinet den upptäcker, sänder den sedan ljus i en annan färg, som vi kan detektera.” . ” säger kemisten Alexis Vallée-Bélisle, från Université de Montréal (UdeM) i Kanada.
Sondens huvudsakliga uppgift är att mäta strukturella förändringar i proteiner över tid. Proteiner förändras dock hela tiden.
“Den experimentella studien av transienta proteintillstånd är fortfarande en stor utmaning eftersom tekniker med hög strukturell upplösning, inklusive kärnmagnetisk resonans och röntgenkristallografi, ofta inte kan tillämpas direkt för att studera kortlivade proteintillstånd.” “förklarar teamet i sin artikel.
Den senaste DNA-syntesteknologin, med cirka 40 års utveckling, kan producera skräddarsydda nanostrukturer av olika längder och flexibiliteter, optimerade för att uppfylla de funktioner som krävs.
Detta supersmå DNA kan fånga mycket kortlivade proteintillstånd. Det betyder att det finns flera potentiella tillämpningar för detta, både inom biokemi och nanoteknik.
“Vi kunde till exempel upptäcka, i realtid och för första gången, funktionen av enzymet alkaliskt fosfatas med en mängd olika biologiska molekyler och läkemedel”, säger kemisten Scott Harroun, från UdeM. “Detta enzym har varit inblandat i många sjukdomar, inklusive flera typer av cancer och tarminflammation.”
Medan de utforskade “universaliteten” i deras design, testade teamet framgångsrikt sin antenn med tre olika modellproteiner: streptavidin, alkaliskt fosfatas och G-protein.
“Nanoantenner kan användas för att övervaka olika biomolekylära mekanismer i realtid, inklusive små och stora konformationsförändringar; i princip alla händelser som kan påverka färgämnets fluorescensemission”, skriver teamet i sin uppsats.
Forskarna försöker nu skapa ett kommersiellt företag så att nanoantenntekniken kan användas brett.
“Det som kanske upphetsar oss mest är insikten att många laboratorier runt om i världen, utrustade med en konventionell spektrofluorometer, lätt skulle kunna använda dessa nanoantenner för att studera deras favoritprotein, till exempel för att identifiera nya läkemedel eller utveckla ny nanoteknik,” säger han. Vallee . -Belisle.
Forskningen har publicerats i Naturmetoder.
