• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
29.05.2023
Сергей Васильев
912

Ученые собрали молекулярную «роборуку» из ДНК

4.5

Наноразмерный манипулятор способен захватывать и удерживать отдельные наночастицы или вирусы. В будущем такие конструкции можно будет инъецировать в кровь, чтобы они работали внутри организма, доставляя лекарства и борясь с вирусами.

Захваты NanoGripper под микроскопом
Захваты NanoGripper под микроскопом / ©Zhou et al., 2023 / Автор: Александр Литвинов

Молекулы ДНК состоят из четырех видов азотистых оснований, которые взаимодействуют друг с другом попарно, «слипаясь», словно миниатюрные магниты. Это позволяет живым клеткам копировать нить ДНК, подбирая комплементарные основания одно за другим. Но ученые научились применять такую особенность и другими способами — например, для сборки сложных молекулярных структур, отдельные детали которых удерживаются вместе за счет тех же комплементарных связей между основаниями ДНК.

С помощью метода «ДНК-оригами» уже получили наноразмерный двигатель и воспроизвели репродукцию картины Ван Гога. А недавно Син Ван (Xing Wang) и его коллеги из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне продемонстрировали микроскопический манипулятор NanoGripper, напоминающий кисть человеческой руки, но собранный из молекул ДНК. Об этом рассказывается в статье, выложенной в онлайн-библиотеке препринтов bioRxiv.

Конструкция «роборуки» напоминает человеческую кисть, только пальцев у нее всего четыре, расходящихся от центра симметричным крестом. У каждого пальца есть три сустава, как и у нас, при этом их длина достигает всего 71 нанометра (миллиардные доли метра), толщина — восемь нанометров. На «подушечках» можно разместить участки ДНК с заранее заданной последовательностью азотистых оснований или другие «чувствительные» молекулы. Это позволяет им аккуратно взаимодействовать с объектами, захватывая и удерживая их.

А. Схема устройства NanoGripper; В. Вариации структуры «подушечек» пальцев позволяют захватывать разные виды объектов; С. Взаимодействие NanoGripper с вирусами может использоваться для их распознавания
А. Схема устройства NanoGripper; В. Вариации структуры «подушечек» пальцев позволяют захватывать разные виды объектов; С. Взаимодействие NanoGripper с вирусами может использоваться для их распознавания / ©Zhou et al., 2023

Ученые продемонстрировали это, используя золотые наночастицы (диаметром от 50 до 100 нанометров), на поверхности которых разместили фрагменты ДНК. Взаимодействуя с ними, «роборука» NanoGripper успешно захватила и удерживала их. Аналогичные эксперименты провели с образцами коронавируса SARS-CoV-2, несущими дополнительные участки ДНК. Пока манипулятор сохранял свой захват, они оставались на месте и не могли заражать клетки.

Кроме того, разработана специальная модификация манипулятора, связанная с флуоресцентным белком, благодаря которому он светится, когда захватывает нужный груз. Такую конструкцию можно использовать для точной идентификации вирусов. Ученые также считают, что NanoGripper может найти применение в доставке лекарств прямо внутрь клеток.

Теоретически подобные конструкции можно инъецировать непосредственно в организм. В отличие от свободной ДНК, которая быстро уничтожается ферментами крови, структуры, полученные с помощью ДНК-оригами, довольно стабильны. Более того, их можно сделать еще устойчивее, укрепив дополнительными химическими связями или покрыв тончайшей полимерной оболочкой. По словам Син Вана, химики уже начали подобные испытания — пока на животных.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Сегодня, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

10 июля
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

Позавчера, 12:45
Татьяна

Открытая недавно планета LHS 1140 b заинтересовала ученых как потенциально обитаемая. В новой работе канадские исследователи подтвердили, что это, скорее всего, мир с теплым океаном, окутанным насыщенной азотом атмосферой.

10 июля
Татьяна

Ученые из Китая проанализировали состав древнейших цирконов с помощью машинного обучения. В этих минералах хранится информация о процессах в недрах планеты. По мнению авторов нового исследования, все указывает на то, что перемещения плит в литосфере происходили уже в катархее, 4,2 миллиарда лет назад, то есть гораздо раньше предыдущих оценок.

8 июля
Полина Меньшова

Ученые из Великобритании предложили психофизиологическую модель, объясняющую, как именно физические упражнения облегчают симптомы депрессии. Особенно она применима к аэробной нагрузке, например ходьбе, подъему по лестнице, бегу.

Сегодня, 11:32
Александр Березин

Falcon 9 Block 5 впервые за три сотни запусков дал частично неудачный полет. Ракета выводила 20 спутников компании SpaceX, с 15 связь уже пропала, еще пять могут быть потеряны в ближайшее время.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно