I Fisici del UCLA Creano la Singola Molecola Nanosensor - Nuovo Prodotto

I fisici del UCLA hanno creato un sensore primo de suo gentile del nanoscale facendo uso di singola molecola meno di 20 volte a lungo di nanometri più di 1.000 più piccole dello spessore dei capelli umani - i rapporti del gruppo nell'emissione del 24 giugno degli Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze.

Il sensore molecolare nano potrebbe aiutare con la diagnosi precoce delle malattie genetiche ed ha numeroso altre domande di medicina, biotecnologia ed altri campi, hanno detto Giovanni Zocchi, assistente universitario di fisica al UCLA, membro dell'Istituto della California NanoSystems e guida del gruppo di ricerca.

“Questo metodo della unico molecola del nanoscale potrebbe piombo ai miglioramenti significativi nella diagnosi precoce delle malattie genetiche, compreso il numero crescente dei moduli del cancro per cui i marcatori genetici sono conosciuti,„ Zocchi ha detto. “Le più grandi domande potenziali di questo sensore possono essere nel trattamento di scoperta della droga, dove la possibilità rapidamente di misurare la risposta di espressione genica delle celle alle droghe future è cruciale.„

Il National Science Foundation federalmente costituisce un fondo per la ricerca.

Il sensore del nanoscale di Zocchi usa una singola molecola per riconoscere la presenza di breve sequenza specifica in una miscela delle molecole del RNA o del DNA - che uguaglia a trovare un ago di stampa in un mucchio di fieno.

“Le analisi Tradizionali seguono una procedura fatta la media che individua una quantità minima di molecole, ma il nostro metodo può individuare singolo,„ Zocchi ha detto. “Quando una molecola dell'obiettivo lega alla sonda nel sensore, la molecola della sonda deforma e nella sua nuova conformazione, tirare il sensore. È notevole che una singola molecola può realmente muovere il sensore, perché le dimensioni relative sono comparabili ad una persona che prova a muovere una montagna, ma la massa è di nessuna conseguenza a questi disgaggi minuscoli.„

Il moto del sensore è individuato da una tecnica ottica chiamata “scattering dell'onda evanescente,„ che analizza l'indicatore luminoso che perde dietro uno specchio riflettore. Questa onda evanescente può essere usata per percepire precisamente la posizione di un oggetto “oltre„ lo specchio.

“Invece di rilevazione della presenza dell'obiettivo, individuiamo la conformazione cambiante della sonda quando l'obiettivo lega a,„ Zocchi abbiamo detto.

Il gruppo di Zocchi è il primo per riferire le misure dei cambiamenti conformazionali in una singola molecola del DNA al disgaggio di nanometro.

“Questo singolo sensore della molecola potrebbe essere una componente importante “di un laboratorio su un chip„ la tecnologia per fare l'analisi chimica su un chip,„ Zocchi ha detto.

Il gruppo di Zocchi pianificazione utilizzare il sensore del nanoscale per la ricerca sperimentale di leucemia, per provare se l'alta sensibilità del sensore può individuare una ricorrenza di cancro in una fase precedente ora possibile.

“Se possiamo aumentare la sensibilità del rivelatore, quindi può essere possibile diagnosticare le malattie genetiche in una fase precedente,„ Zocchi ha detto. “Può diventare possibile diagnosticare la presenza di anomalia in DNA ad una fase iniziale, o l'espressione di determinato gene che non dovrebbe essere espresso.

“Un singolo sensore della molecola ha, in linea di principio, sensibilità straordinaria. A Differenza di singoli esperimenti precedenti della molecola, che erano poco pratico complicati per le applicazioni su grande scala, la semplicità di questa progettazione si presta a molte applicazioni.

“Un metodo efficiente della alto-sensibilità sarebbe uno strumento importante per le prove come le celle reagiscono ad una nuova droga. Il sensore nano ha potuto anche essere uno strumento utile per la ricerca della cellula staminale. Un sensore nano basato su questa tecnologia ha potuto potenzialmente individuare le tracce minuscole di armi biologiche, in base ad un'impronta genetica caratteristica.

Questi sono i primi punti - giù un percorso verso le unità che prevediamo sia realmente utile.„

Oltre alle applicazioni, Zocchi è interessato nella ricerca in ragione di scienza di base.

“Come regolamentate le funzioni nelle celle?„ ha detto. “Nella cella, proteine sono regolamentati da altre molecole che possono legare a, cambianti la conformazione della proteina. Questo trattamento è chiamato “regolamento allosteric, “quando una molecola lega ad una proteina, cambiando la conformazione e l'attività della proteina. Sono interessato in questo cambiamento conformazionale e nella comprensione della base fisica di questo meccanismo allosteric, che è centrale al regolamento nella cella. C'è una comprensione biologica di questo trattamento, ma non una comprensione della fisica. Vogliamo imparare come l'associazione di questa molecola cambia la conformazione.„

I co-author di Zocchi del documento sono Mukta Singh-Zocchi, un fisico della ricerca del UCLA; Sanhita Dixit, uno studioso postdottorale nel suo laboratorio; e Vassili Ivanov, un dottorando del UCLA.

Zocchi, che ha unito la facoltà del UCLA nel 1999 dopo la conduzione della ricerca al Niels Bohr Institute a Copenhaghen, la Danimarca, è esuberante circa il futuro di ricerca in nanotecnologia all'Istituto della California NanoSystems - una collaborazione del UCLA e del UC Santa Barbara - ed altrove.

“Il futuro vederà indubbiamente le nano-bio- unità composite applicate per eseguire le mansioni molecolari,„ Zocchi ha detto. “Infine questi sforzi stenderanno il fondamento per la creazione dei sistemi artificiali con sempre più delle caratteristiche che sono state uniche alle cose viventi. L'Economia di scala permette che la natura imballi il laboratorio più elaborato su Terra nel volume di singola cella batterica; in futuro, i sistemi artificiali possono avvicinarsi alla simile complessità.„

19 giugno 2003 Inviatoth

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

Last Update: 12. June 2013 01:50

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