Les Physiciens d'UCLA Produisent la Molécule Unique Nanosensor - Produit Nouveau

Les physiciens d'UCLA ont produit un senseur premier-de-son-aimable de nanoscale utilisant un unique les états d'équipe des nanomètres de 20 de molécule moins longtemps - plus de 1.000 fois plus petite que l'épaisseur des cheveux - dans la question du 24 juin des Démarches de l'Académie Nationale des Sciences.

Le senseur moléculaire nano pourrait aider avec le diagnostic précoce des maladies génétiques, et a nombreux d'autres demandes de médicament, biotechnologie et d'autres zones, ont indiqué Giovanni Zocchi, professeur adjoint de la physique à l'UCLA, membre de l'Institut de la Californie NanoSystems et amorce de l'équipe de recherche.

« Cette méthode d'unique-molécule de nanoscale pourrait mener aux importantes améliorations dans le diagnostic précoce des maladies génétiques, y compris le nombre de plus en plus important des formes de cancer pour lesquelles des repères génétiques sont connus, » Zocchi a dit. « Les plus grandes applications possibles pour ce senseur peuvent être dans le procédé de découverte de médicaments, où la possibilité de mesurer rapidement la réaction d'expression du gène des cellules aux médicaments estimatifs est essentielle. »

Le National Science Foundation finance fédéralement la recherche.

Le senseur du nanoscale de Zocchi emploie une molécule unique pour identifier la présence d'une courte séquence particulière dans un mélange d'ADN ou de Molécules d'ARN - qu'il égalise à trouver un pointeau dans une meule de foin.

« Les analyses Traditionnelles utilisent une procédure ramenée à une moyenne qui trouve un minimum de molécules, mais notre méthode peut trouver unique, » Zocchi a dit. « Quand une molécule-cible grippe à la sonde dans le senseur, la molécule de sonde se déforme, et dans sa conformation neuve, des tractions sur le senseur. Il est remarquable qu'une molécule unique puisse réellement déménager le senseur, parce que les tailles relatives sont comparables à une personne essayant de déménager une montagne, mais la masse est sans importance à ces échelles minuscules. »

Le mouvement du senseur est trouvé par onde évanescente appelée de technique optique une « dispersant, » qui analyse la lumière qui coule à l'extérieur derrière un miroir se réfléchissant. Cette onde évanescente peut être employée pour sentir avec précision la position d'un objectif « au delà » du miroir.

« Au lieu de trouver la présence de l'objectif, nous trouvons la conformation changeante de la sonde quand l'objectif grippe à lui, » Zocchi avons dit.

L'équipe de Zocchi est la première pour enregistrer des mesures des changements conformationnels d'une Molécule d'ADN unique à l'échelle de nanomètre.

« Ce senseur unique de molécule pourrait être un élément important « d'un laboratoire sur une puce » technologie pour faire l'analyse chimique sur une puce, » Zocchi a dit.

L'équipe de Zocchi planification pour utiliser le senseur de nanoscale pour la recherche expérimentale de leucémie, pour tester si la sensibilité élevée du senseur peut trouver une récidive de cancer à une partie qu'est maintenant possible.

« Si nous pouvons augmenter la sensibilité du détecteur, puis il peut être possible de trouver des maladies génétiques à une partie, » Zocchi a dit. « Il peut devenir possible de diagnostiquer la présence d'une anomalie dans l'ADN à un stade précoce, ou l'expression d'un certain gène qui ne devrait pas être exprimé.

« Un senseur unique de molécule a, en principe, la sensibilité extraordinaire. À La Différence des expériences uniques précédentes de molécule, qui étaient peu pratique compliquées pour des applications de grande puissance, la simplicité de ce design se prête à beaucoup d'applications.

« Une méthode efficace de haut-sensibilité serait un outil important pour tester comment les cellules réagissent à un médicament neuf. Le senseur nano a pu également être un outil utile pour la recherche de cellule souche. Un senseur nano basé sur cette technologie a pu potentiellement trouver les traces minutieuses des armes biologiques, basées sur une signature génétique caractéristique.

Ce sont les premiers ramène un chemin vers les dispositifs que nous nous attendons serons réellement utiles. »

En plus des applications, Zocchi est intéressé par la recherche pour des raisons de science fondamentale.

« Comment vous réglez les fonctionnements dans les cellules ? » il a dit. « Dans la cellule, protéines sont réglés par d'autres molécules qui peuvent gripper à lui, changeant la conformation de la protéine. Ce procédé est « règlement allostérique appelé, « quand une molécule grippe à une protéine, changeant la conformation et l'activité de la protéine. Je suis intéressé à cette modification conformationnelle, et à comprendre la base matérielle de ce mécanisme allostérique, qui est central au règlement dans la cellule. Il y a une compréhension biologique de ce procédé, mais pas une compréhension de la physique. Nous voulons apprendre comment le grippement de cette molécule change la conformation. »

Les co-auteurs de Zocchi du papier sont Mukta Singh-Zocchi, un physicien de recherches d'UCLA ; Sanhita Dixit, un chercheur post-doctoral dans son laboratoire ; et Vassili Ivanov, un étudiant de troisième cycle d'UCLA.

Zocchi, qui a joint le corps enseignant de l'UCLA en 1999 après la conduite de la recherche au Niels Bohr Institute à Copenhague, le Danemark, est exubérant au sujet du contrat à terme de la recherche en matière de nanotechnologie à l'Institut de la Californie NanoSystems - une collaboration d'UCLA et d'UC Santa Barbara - et ailleurs.

« Le contrat à terme verra assurément de nano-bio dispositifs composés appliqués pour effectuer des tâches moléculaires, » Zocchi a dit. « Éventuel ces efforts étendront le travail préparatoire pour produire les systèmes artificiels avec de plus en plus des caractéristiques qui ont été seules aux choses vivantes. L'Économie d'échelle permet à la nature de bourrer le laboratoire le plus élaboré sur Terre en volume d'une cellule bactérienne unique ; à l'avenir, les systèmes artificiels peuvent approcher la complexité assimilée. »

Posté le 19 juin 2003th

Date Added: Nov 18, 2003 | Updated: Jun 11, 2013

Last Update: 12. June 2013 01:45

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