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 Команда исследователей из Германии и Турции впервые исследовала ледник на вершине Большого Арарата на высоте более пяти тысяч метров. Две недели в июле 2026 года ученые собирали данные о вечных снегах горы, которые до этого не были тщательно исследованы.
Даже успешная химиотерапия не всегда означает окончательную победу над опухолью: часть раковых клеток переживает лечение, перестает делиться и переходит в состояние клеточного старения. Новое исследование показало, что именно такие клетки могут создавать условия, облегчающие образование метастазов.
В Тюмени у «Газпром нефти» естественным образом сформировался большой научно-исследовательский кластер. В городе расположено более десятка институтов и образовательных центров, филиалы РАН, а в 2024 году на полную мощность заработал исследовательский центр «Геосфера». Корреспондент Naked Science побывала в Тюмени по приглашению «Газпром нефти». Рассказываем об этом опыте в подробностях.
Команда исследователей из Германии и Турции впервые исследовала ледник на вершине Большого Арарата на высоте более пяти тысяч метров. Две недели в июле 2026 года ученые собирали данные о вечных снегах горы, которые до этого не были тщательно исследованы.
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.
Рост средней продолжительности жизни и старение населения формируют новые требования к системе государственного планирования. Для обоснованного распределения ресурсов в сфере здравоохранения, пенсионного обеспечения и социальной поддержки необходимы достоверные данные о возрастной структуре общества. Сегодня для этого применяют специальные математические модели, позволяющие прогнозировать изменения. Проблема в том, что их создавали еще в прошлом веке. Они не учитывают существующие демографические закономерности и улучшение качества современной жизни. Их использование часто ведет к значительным погрешностям в расчетах, что, в свою очередь, делает невозможным своевременное перераспределение бюджетных средств между ключевыми государственными структурами. Ученые Пермского Политеха предложили новую модель для прогнозирования продолжительности жизни, которая работает с точностью 99,7%. Ее можно применять для планирования в сфере здравоохранения, пенсионного обеспечения и социальной поддержки.
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.
Очереди на заправках стали привычным явлением в России, а на фоне информационного вакуума от властей о конкретных показателях производства бензина в июне население вынуждено ориентироваться на слухи. Все это выглядит довольно странно, но есть нюанс: скорее всего, кризис уже начинает выдыхаться. Как именно мы это выяснили?
В позднеантичном Риме императорским указом мужчинам запретили носить длинные волосы. Автор нового исследования пришел к выводу, что введение этого запрета объяснялось необходимостью сохранения римской идентичности в условиях усиливающегося распада империи и нарастающего торжества варваров.
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