Сенсорные нанопоры распознали единичные молекулы белков
Для диагностики некоторых заболеваний требуется быстро и точно заметить белковые молекулы в биологических жидкостях. Поэтому биоинженеры синтезировали новый молекулярный сенсор, сочетающий в себе технологии антител и нанопор. Ученые сравнивают его с удочкой, которая имеет специфически узнающий белки «крючок» и реагирует на «поимку» нужной молекулы изменениями потока ионов.
Для выявления заболеваний медики должны анализировать пробы различных биологических жидкостей и узнавать их состав. Многие болезни можно диагностировать по наличию в анализах особых белков, поэтому врачам необходимы высокоточные методы обнаружения конкретных белковых молекул.
Большие перспективы в этой области связывают с технологией нанопор. Это чрезвычайно мелкие поры в биологических или других мембранах, обычно представляющие собой молекулы белков с каналом в середине. Нанопоры реагируют на взаимодействия с другими молекулами, изменяя свою способность пропускать ионы с одной стороны мембран на другую.
Эту технологию активно используют для того, чтобы «прочитать» последовательность ДНК, то есть для нанопорового секвенирования. При этом цепочка нуклеиновой кислоты протягивается через пору, а о порядке нуклеотидов в ней судят по изменению тока.
Теперь авторы статьи в Nature Communication сочетали технологию нанопор и специфичность антител, чтобы точно детектировать единичные молекулы белков.
Для начала ученые смоделировали и оптимизировали структуру нового белка и его взаимодействия с другими молекулами с помощью машинного обучения. Далее сенсор синтезировали как единый белок, состоящий всего из одной аминокислотной цепочки, части которой поэтому не требуется специально соединять.
Свое детище исследователи называют «удочкой»: действительно, полученный ими искусственный белок имеет «крючок» — особое антитело на основе фибронектина III (так называемое монотело), которое крайне избирательно связывает нужные молекулы. К крючку крепится «леска» — подвижный линкер, состоящий из шести нуклеотидов. Наконец, в самой мембране находится часть молекулы, образующая просвет поры, — так называемый бета-бочонок.
Как же выглядит «молекулярная рыбалка», с помощью которой можно заметить единичные молекулы? Сперва обращенное наружу монотело связывает нужный белок, плавающий в растворе. Это вызывает движение пластичного линкера и приближение «улова» к отверстию поры. В итоге поток ионов через нее изменяется, что можно зафиксировать с помощью чувствительных приборов.
Авторы исследования опробовали новую конструкцию на трех непохожих белках, важных для развития разных болезней. Для переключения на другую мишень было достаточно заменить всего одну часть сенсора — узнающее монотело, — причем такая замена не влияла на функции других частей молекулы.
Во всех трех случаях распознавание белка-мишени было быстрым и точным, так что новый метод вскоре могут взять на вооружение врачи.
Telegram 
Дзен 
VK Иногда лучшая помощь природе — просто оставить ее в покое и не мешать. Британские экологи доказали, что заброшенная фермерская пашня способна без миллионных затрат и покупных семян превратиться в роскошный цветущий луг. Для этого потребовалось лишь 11 лет времени и обычный ежегодный покос травы.
Некоторые опасные для здоровья химические вещества продолжают обнаруживать в окружающей среде спустя десятилетия после того, как их использование решили ограничивать. Масштабный обзор европейских данных показал, где именно сохраняются эти загрязнители и насколько массовым было их распространение.
Ни один регион на Земле не обладает стопроцентной устойчивостью ко всем возможным глобальным катастрофическим рискам. Тем не менее существует место, имеющее максимальный запас прочности в такой ситуации, — и это Австралия.
Биологи провели молекулярный анализ тканей человеческого мозга и выяснили, что при тяжелой депрессии останавливается процесс образования новых нейронов. Открытие показало, что природа заболевания кроется не только в химическом дисбалансе нейромедиаторов, но и в физическом нарушении клеточного обновления гиппокампа.
Приблизительно 130 миллионов лет назад, когда по земле бродили динозавры, какое-то млекопитающее пробежало по влажной песчаной дюне на территории современной южной части Бразилии. Размер оставленных этим древним существом следов поразил палеонтологов.
Проблемы с дыханием во время сна могут отражаться не только на самочувствии днем, но и на интимной жизни мужчин. Новый метаанализ показал, что по мере усугубления таких нарушений во сне показатели эректильной функции снижаются.
Долгое время считалось, что до прихода европейцев тропические леса Амазонии были заселены сравнительно плохо. Однако выяснилось, что плотная растительность скрывает большинство следов древних обществ. С помощью воздушного лазерного сканирования ученые обнаружили сотни неизвестных земляных сооружений и предположили, что около двух тысяч лет назад население юго-западной части Амазонии могло достигать трех миллионов человек.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии