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DNA のナノテクノロジーのヘルプの構造物の総合的な膜チャネル

Published on November 21, 2012 at 2:30 AM

ジャーナル科学で報告されたように、総合的な膜チャネルが 「DNA ナノテクノロジー (TUM)によって」。の組み立てることができることを Technische Universitaet Muenchen の物理学者およびミシガン州立大学は示しました この技術は DNA の分子をように自己組み立てるカスタムデザインのためのプログラム可能な建築材料ナノメータースケールの構造用います。

この 3D プリントはカスタムデザイン、自己組み立てるナノメータースケールの構造のためのプログラム可能な建築材料として DNA の分子を使用して DNA のナノテクノロジーによって - すなわち、組み立てられる機能総合的な膜チャネルの構造を示します。 この DNA ベースの膜チャネルは針そっくりの茎から部分的にバレル形の帽子によっておおわれるちょうど 2 ナノメーターの内部直径との 42 ナノメーター、長く成っています。 帽子の端のまわりのコレステロールの単位のリングは生物的イオンチャネルのように動作することができるようであるチャネルを形作る脂質の膜に茎がそれを通ってスタックする間、装置 「ドック」を助けます。 装置は蜜蜂の巣の格子の 54 の二重螺旋形 DNA の領域によって形作られます。 (信用: Dietz の実験室、 TU Muenchen; 版権 TU Muenchen)

研究者は性質風の nanostructures がまた生物的イオンチャネルのように動作するかもしれないという証拠を示します。 結果は新しい nanodevices の分子センサー、抗菌エージェントおよびドライバーとして総合的な膜チャネルのアプリケーションの方にステップを示すことができます。

過去の三十年にわたって、研究者は陰謀的な考えからの方法の道具箱および潜在性を示すように設計されているナノメータースケールの目的のポートフォリオとの出現技術に DNA のナノテクノロジーを、進めました。 ここに新しい何が実際のところ最も広まった、最も重要な nanomachines の 1 まねるのに DNA の使用する nanotech がことができる要求です。

外部からのセルの内部を離れて囲むためには、生命のすべての 3 つの領域の有機体は障壁の同じ種類を使用します: 脂質の分子の 2 つの層からなされる不浸透性の膜。 そのような膜はまたセルの内でことができま、例えば核を見つけるカプセル化し、多くの種類のウイルスを囲みます。 そしてこのユニバーサル障壁の異なった環境の間でどちら側でも仲介するために、性質は共通のタイプの通路を提供します。 膜チャネルは蛋白質から障壁に穴を開け、内部と外側間の材料そして情報の対面交換を調整する成っている管そっくりの構造です。 ここで研究者は DNA から完全に成っている最初の人工的な膜チャネルを示し特性はいくつかの潜在的なアプリケーションを提案します。 「、例えば、セルに何かを注入したいと思えば細胞膜に穴を打つ方法を見つけなければなりこの装置はそれをすることができます少なくともモデル細胞膜と」、 TUM の教授を言います Hendrik Dietz の高度研究のための TUM の協会の仲間。

自然なチャネル蛋白質によって促される形では DNA ベースの膜チャネルは針そっくりの茎から部分的にバレル形の帽子によっておおわれるちょうど 2 ナノメーターの内部直径との 42 ナノメーター、長く成っています。 帽子の端のまわりのコレステロールの単位のリングは本物のように作用するようであるチャネルを形作る脂質の膜に茎がそれを通ってスタックする間、装置 「ドック」を助けます。 フリートリッヒ Simmel の卓越性クラスタ Nanosystems 初めのミュンヘンの共同調整者 TUM 教授は、説明します: 「茎が膜を突き通し、表面で保持するように私達は生体細胞とのこれをまだテストしていませんが、私達の総合的な装置が気孔を形作る右のオリエンテーションの bilayer の脂質の膜に」。結合することを脂質の小胞を搭載する実験は示します

それ以上の実験は生じる気孔にイオンチャネルと自然な細胞壁のそれと対等な電気伝導率が電圧制御のゲートのように機能できるかもしれませんことを提案しますあることを示しま。 結果はまた transmembrane の流れが総合的なチャネルことをの構造細部をうまく調節することによって調整できることを提案します。 DNA の nanotech 装置の 1 つの潜在的なアプリケーションをテストするためには、研究者は複数の異なった分子感知の実験のために 「nanopores」としてそれらを使用しました。 これらは、 DNA ことをからなされる総合的な膜チャネルを通して単一の分子の道を記録するためにそれが電気特性の変更の観察によって可能、であることを確認しました。 このアプローチは膜チャネルの幾何学的な、化学に合うことを可能にするので、それぞれ生物的およびソリッドステート nanopores に基づいて分子センサーの 2 つの他の系列上の利点が、あるかもしれません。

他の考えられるアプリケーションは調査されることを残ります。 1 つの概念はそれらを殺すために目標とされた細菌の細胞壁を突破するウイルスまたはバクテリオファージの処置を模倣することです。 遺伝子療法ではセルに材料を注入するのに、 nano 針として総合的な膜チャネルが使用されるかもしれません。 そのようなチャネルはまたセル新陳代謝の基本研究で使用できます。 もう一つの考えは利用することチャネルを通してそして物質的な細胞膜移動で - いわゆるイオン変化です洗練された nanodevices を運転することは他の自然なメカニズムによって促しました。 「私達は自然なイオンポンプ、輸送蛋白質をまねられるかもしれないし ATP を総合するために責任がある酵素のような回転式モーター」 Dietz を言います。 「私はその考えを愛します。 それは私を」。動作させ続けるものがです

ソース: http://www.tum.de

Last Update: 21. November 2012 03:27

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