Изобретены радиоуправляемые ферменты — Naked Science
5 минут
Редакция
5

Изобретены радиоуправляемые ферменты

Теперь ученые могут контролировать активность фермента с помощью радиочастот.

21
©Wikipedia

Ученые из Университета ИТМО (Санкт-Петербург) придумали и реализовали способ управления ферментами при помощи радиочастотных излучений. Их исследование опубликовано в журнале ACS Biomaterials Science & Engineering

 

Ферменты — сложные молекулы белка, рибосом или их составные комплексы, которые ускоряют химические реакции в организме. Обычно интенсивность этих веществ контролируют химически, но ученые из Университета ИТМО применили иной подход и показали, что управлять ферментами можно физически и дистанционно с использованием радиочастотного поля.

 

Они провели эксперимент на карбоангидразе — ферменте, который у человека в основном содержится в эритроцитах, клетках слизистой оболочки желудка, коре надпочечников и почках. Чтобы подчинить его, авторы синтезировали комплексы, в которых фермент заключен в жесткий пористый каркас из наночастиц магнетита. Из-за воздействия радиоволн температура наночастиц повышается, вследствие чего фермент получает дополнительную энергию. Поэтому скорость реакции можно увеличить в несколько раз. В случае карбоангидразы скорость увеличилась в четыре раза.  

 

©Университет ИТМО

 

Сотрудник лаборатории SCAMT Университета ИТМО Андрей Дроздов рассказал об особенностях исследования:

 

«Работ по управлению ферментами при помощи радиоволн очень мало. Наше исследование стало первым, в котором удалось увеличить активность нетермостабильного фермента. Обычно такие ферменты при высоких температурах меняют конформацию и перестают работать. Но, если мы помещаем фермент в жесткий каркас из наночастиц, сменить конформацию у него не получится: наночастицы механически ограничивают его подвижность».

 

У этого подхода два главных преимущества: во-первых, радиоизлучение легко проникает в ткани, а во-вторых, оно безвредно для организма. Таким образом, работа открывает путь для легкого управления активностью ферментов и способствует корректировке метаболизма клеток.

 

Юлия Андреева / ©Университет ИТМО

 

По словам первого автора статьи Юлии Андреевой, у проекта есть потенциал: в дальнейшем исследователи надеются опробовать метод на других ферментах и живых клетках. Они хотят узнать, можно ли таким воздействием заставить бактерии или клетки делиться чаще или, наоборот, перестать делиться совсем.

 

В этом году половина Нобелевской премии по химии присуждена Фрэнсис Арнольд, которая в 1993 году провела первую направленную эволюцию ферментов. С тех пор Арнольд усовершенствовала методы, которые сегодня повсеместно используются для разработки новых катализаторов.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 12:41
30 минут
Николай Цыгикало

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

Вчера, 20:22
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

10 часов назад
6 минут
Денис Гордеев

Резкие падения систолического артериального давления при смене положения тела определенным образом связаны с нейродегенеративными процессами.

Вчера, 12:41
30 минут
Николай Цыгикало

Трагическая новость о взрыве огромной силы в Бейруте, занявшая первые строчки новостных ресурсов, вызывает естественные вопросы: как это могло произойти, что там взорвалось, в силу каких факторов возможны подобные происшествия? Чтобы разобраться, взглянем пристальнее на свойства аммиачной селитры и связанные с ней опасные моменты.

3 августа
5 минут
Сергей Васильев

Микроскоп с высокоскоростной камерой и компьютерное моделирование показали, что сперматозоиды плавают не за счет боковых движений хвоста, а быстро вращаясь всем телом.

Вчера, 20:22
5 минут
Денис Гордеев

Новая система работает в любых атмосферных условиях — при дожде, ветре и большом количестве пыли в воздухе.

22 июля
66 минут
Александр Березин

С 2064 года численность людей начнет сокращаться — и этот процесс может быть необратим. Один из авторов соответствующей научной работы прямо указывает: если ничего не изменится, через несколько веков человечество вымрет. Однако есть вещи и похуже вымирания. Куда вероятнее иной сценарий: мир будет заселен теми, кто сможет размножаться в новых культурных условиях. К сожалению, значительная часть современных европейцев, американцев и, возможно, других народов будут вытеснены с первых страниц истории. Вдобавок те, кто победят в этой непростой борьбе, нам, сегодняшнему населению Земли, могут сильно не понравиться. Попробуем разобраться почему.

10 июля
7 минут
Мария Кривоченко

Биологи выяснили, какое воздействие оказывают радиоволны на эмбрионы рыб. Оказалось, они существенно не влияют на уровень смертности, морфологию и реакцию на свет, но немного подавляют сенсомоторные функции. Как это скажется на взрослых особях, еще предстоит выяснить.

12 июля
28 минут
Илья Ведмеденко

Программа ПАК ДП (перспективный авиационный комплекс дальнего перехвата) привлекает к себе все больше внимания. Разберемся, что это такое и появится ли у России новый боевой самолет.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев

ulogin_vkontakte_176913941
22.11.2018
-
0
+
Чёрт, я понял. Можно попробовать "упаковать" какой-нибудь вирус в нанооболочку из частиц железа, которая бы мешала ему начать репродукцию, но разрушающуюся под воздействием строго определённых радиочастот! Ахаха, спасибо, Naked Science, за вашу невольную помощь в осуществлении моих планов) Вы даже не представляете, насколько это прекрасная статья.
ulogin_vkontakte_176913941
22.11.2018
-
0
+
Я в своё время планировал создать радиоуправляемый вирус. Такой, чтобы инфицировал абсолютно каждого человека, не вызывая никаких патологий, и маскируясь под транспозоны, например. Ровно до того момента, как я подам сигнал активации... И вуаля - внезапная смерть миллиардов человеков по всей планете! Ахаха, теперь нечто похожее сами люди воплотили в "реальность". Видимо, я на верном пути.
ulogin_facebook_1999378157048767
22.11.2018
-
0
+
".. способ управления ферментами при помощи радиочастотных излучений" Интересно, можно ли разработать аккумулятор, который способен подзаряжаться радиочастотными излучениями? Сел мобильник, нажимаешь кнопочку "подзарядка", и вуаля - начинает происходить зарядка аккумулятора по тому же частотному каналу, по которому идёт сотовая связь. Не нужны розетки, не нужны зарядные устройства. Нужен только некий новый принцип действия аккумулятора в связке с высокими частотами.
    ulogin_facebook_1999378157048767
    23.11.2018
    -
    0
    +
    Подумалось, что такие аккумуляторы можно сделать на основе графита.
    ulogin_vkontakte_176913941
    22.11.2018
    -
    0
    +
    Весьма неплохая идея, по-моему.
Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: