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Os Físicos do UCLA Criam a Única Molécula Nanosensor - Produto Novo

Os físicos do UCLA criaram um sensor primeiro--seu-amável do nanoscale usando um único os relatórios da equipe dos nanômetros de 20 da molécula menos por muito tempo - mais de 1.000 vezes menor do que a espessura de um cabelo humano - na introdução do 24 de junho das Continuações da Academia Nacional das Ciências.

O sensor molecular nano poderia ajudar com diagnóstico adiantado de doenças genéticas, e tem numeroso outros pedidos para a medicina, biotecnologia e outros campos, disseram Giovanni Zocchi, professor adjunto da física no UCLA, membro do Instituto de Califórnia NanoSystems e líder da equipa de investigação.

“Este método da único-molécula do nanoscale poderia conduzir às melhorias significativas no diagnóstico adiantado de doenças genéticas, incluindo o número crescente de formulários do cancro para que os sinais genéticos são sabidos,” Zocchi disse. “Os pedidos potenciais os maiores para este sensor podem estar no processo de descoberta da droga, onde a possibilidade rapidamente de calibrar a resposta da expressão genética das pilhas às drogas em perspectiva é crucial.”

O National Science Foundation financia federal a pesquisa.

O sensor do nanoscale de Zocchi usa uma única molécula para reconhecer a presença de uma seqüência curto específica em uma mistura das moléculas do ADN ou do RNA - que iguala a encontrar uma agulha em um monte de feno.

“Os ensaios Tradicionais usam um procedimento calculado a média que detecte uma quantidade mínima de moléculas, mas nosso método pode detectar único,” Zocchi disse. “Quando uma molécula do alvo liga à ponta de prova no sensor, a molécula da ponta de prova deforma, e em sua conformação nova, tracções no sensor. É notável que uma única molécula pode realmente mover o sensor, porque os tamanhos relativos são comparáveis a uma pessoa que tenta mover uma montanha, mas a massa é de nenhuma conseqüência nestas escalas minúsculos.”

O movimento do sensor é detectado por uma técnica óptica chamada “a onda esvanecente que dispersa,” que analisa a luz que escapa para fora atrás de um espelho refletindo. Esta onda esvanecente pode ser usada para detectar precisamente a posição de um objeto “além” do espelho.

“Em vez de detectar a presença do alvo, nós detectamos a conformação em mudança da ponta de prova quando o alvo lhe liga,” Zocchi dissemos.

A equipe de Zocchi é a primeira para relatar medidas de mudanças conformational em uma única molécula do ADN na escala do nanômetro.

“Este único sensor da molécula poderia ser um componente importante “de um laboratório em uma microplaqueta” tecnologia para fazer a análise química em uma microplaqueta,” Zocchi disse.

A equipe de Zocchi planeia usar o sensor do nanoscale para a pesquisa experimental da leucemia, para testar se a sensibilidade alta do sensor pode detectar um retorno do cancro em uma fase mais adiantada do que é agora possível.

“Se nós podemos aumentar a sensibilidade do detector, a seguir pode ser possível detectar doenças genéticas em uma fase mais adiantada,” Zocchi disse. “Pode tornar-se possível diagnosticar a presença de uma anomalia no ADN em uma fase inicial, ou a expressão de um determinado gene que não deva ser expressado.

“Um único sensor da molécula tem, em princípio, a sensibilidade extraordinária. Ao Contrário das únicas experiências precedentes da molécula, que eram pouco pràtica complicadas para aplicações em grande escala, a simplicidade deste projecto empresta-se a muitas aplicações.

“Um método eficiente da alto-sensibilidade seria uma ferramenta importante para testar como as pilhas reagem a uma droga nova. O sensor nano podia igualmente ser uma ferramenta útil para a pesquisa da célula estaminal. Um sensor nano baseado nesta tecnologia podia potencial detectar traços minúsculos de armas biológicas, com base em uma assinatura genética característica.

Estas são as primeiras etapas - abaixo de um trajecto para os dispositivos que nós esperamos seja realmente útil.”

Além do que as aplicações, Zocchi está interessado na pesquisa em razão da ciência básica.

“Como você regula as funções nas pilhas?” disse. “Na pilha, proteínas são regulados por outras moléculas que podem lhe ligar, mudando a conformação da proteína. Este processo é chamado “regulamento allosteric, “quando uma molécula liga a uma proteína, mudando a conformação e a actividade da proteína. Eu estou interessado nesta mudança conformational, e em compreender a base física deste mecanismo allosteric, que é central ao regulamento na pilha. Há uma compreensão biológica deste processo, mas não uma compreensão da física. Nós queremos aprender como o emperramento desta molécula muda a conformação.”

Os co-autores de Zocchi do papel são Mukta Singh-Zocchi, um físico da pesquisa do UCLA; Sanhita Dixit, um erudito pos-doctoral em seu laboratório; e Vassili Ivanov, um aluno diplomado do UCLA.

Zocchi, que se juntou à faculdade do UCLA em 1999 após ter conduzido a pesquisa no Niels Bohr Institute em Copenhaga, Dinamarca, é exuberante sobre o futuro da pesquisa da nanotecnologia no Instituto de Califórnia NanoSystems - uma colaboração de UCLA e de UC Santa Barbara - e em outra parte.

“O futuro considerará indubitàvelmente os nano-bio dispositivos compostos aplicados para executar tarefas moleculars,” Zocchi disse. “Finalmente estes esforços colocarão o fundamento para criar sistemas artificiais com cada vez mais das características que foram originais às coisas vivas. A Economia de escala permite que a natureza embale o laboratório o mais elaborado na Terra no volume de uma única pilha bacteriana; no futuro, os sistemas artificiais podem aproximar a complexidade similar.”

19 de junho de 2003 Afixadoth

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

Last Update: 12. June 2013 02:01

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