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 В вакууме космоса два металлических предмета, прижатые друг к другу, могут спонтанно свариться без какого-либо нагрева. Из-за отсутствия кислорода на поверхностях деталей разрушается защитный слой, в результате чего свободные электроны начинают мгновенно перемещаться между ними и соединяют два элемента в один монолит.
Интриги и тайные свидания — прерогатива не только людей. В мире дикой природы тоже случаются драмы, и одна из них развернулась в лесах Северной Америки. Маленькие серые птицы, известные в науке как гаички Гамбела, долгое время считались образцом супружеской верности, но на деле оказались хитрыми стратегами. Они заводят потомство не только от постоянного партнера, но и от самца-соседа с определенным набором качеств. Авторы нового исследования попытались выяснить, что толкает самок на измену и как это влияет на выживание всего вида.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Древнеримские инженеры проложили колоссальную сеть дорог через Европу, Северную Африку и Ближний Восток, многие участки которой до сих пор поражают безупречной прямолинейностью. Секрет строительства заключался в использовании трех особых геодезических инструментов, с помощью которых разбивали местность на ровные отрезки и размечали трассы.
Терраформировать Марс — то есть превратить в мир, где можно жить без защитных куполов — мечта человечества с того момента, как стало понятно, что это холодная планета с призрачной бескислородной атмосферой. Сейчас главный хедлайнер ее освоения — Илон Маск, компания SpaceX которого планирует первые полеты туда уже в 2028 году. Многие энтузиасты вспоминают слова Маска 14-летней давности: Красную планету надо лишь «подремонтировать», чтобы ходить без скафандра. Но между полетом и прогулками по городу-саду на Марсе лежит огромная пропасть. Пару лет назад Naked Science рассматривал положительный сценарий терраформирования. Пришло время подсчитать, сколько же лет и ресурсов потребуется.
Самый маленький дневной хищник Африки впервые попал под наблюдение с помощью GPS-трекеров. Ученые выяснили, что для выкармливания птенцов ему нужен участок почти в 14 раз меньше, чем у степной пустельги — ближайшего «рекордсмена» среди изученных птиц.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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