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Posted in | Bionanotechnology

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Canais Sintéticos da Membrana da Construção das Ajudas da Nanotecnologia do ADN

Published on November 21, 2012 at 2:30 AM

Como relatado na Ciência do jornal, os físicos no Technische Universitaet Muenchen (TUM) e a Universidade Do Michigan mostraram que os canais sintéticos da membrana podem ser construídos com do “a nanotecnologia ADN.” Esta técnica emprega moléculas do ADN como os materiais de construção programáveis para projetado, auto-montando, estruturas da nanômetro-escala.

Esta cópia 3-D mostra a estrutura de um canal sintético funcional da membrana construído com a nanotecnologia do ADN - isto é, usando moléculas do ADN como materiais de construção programáveis para estruturas projetadas, demontagens da nanômetro-escala. Este canal ADN-baseado da membrana consiste na agulha-como a haste 42 nanômetros por muito tempo com um diâmetro interno de apenas dois nanômetros, revestido em parte por um tampão em forma de barril. Um anel de unidades do colesterol em torno da borda do tampão ajuda o dispositivo “doca” a uma membrana do lipido quando a haste colar através dela, formando um canal que pareça capaz do comportamento como um canal biológico do íon. O dispositivo é formado por 54 domínios dobro-helicoidais do ADN em uma estrutura do favo de mel. (Crédito: Laboratório de Dietz, a TURQUIA Muenchen; direitos reservados a TURQUIA Muenchen)

Os pesquisadores apresentam a evidência que seus nanostructures natureza-inspirados podem igualmente se comportar como os canais biológicos do íon. Seus resultados podiam marcar uma etapa para aplicações dos canais sintéticos da membrana como sensores moleculars, agentes antimicrobiais, e motoristas de nanodevices novos.

Sobre as três décadas passadas, os pesquisadores avançaram a nanotecnologia do ADN de uma ideia intrigante a uma tecnologia emergente, com uma caixa de ferramentas dos métodos e uma carteira dos objetos da nanômetro-escala projetados demonstrar seu potencial. O Que é novo aqui é a reivindicação que o nanotech do ADN pode ser usado para imitar um dos nanomachines os mais difundidos e os mais importantes na natureza.

Para murar fora dos interiores das pilhas do mundo exterior, os organismos em todos os três domínios da vida usam o mesmo tipo da barreira: uma membrana impermeável feita de duas camadas de moléculas do lipido. Tais membranas podem igualmente ser encontradas dentro das pilhas, por exemplo encapsulando o núcleo, e mesmo cercando muitos tipos dos vírus. E para negociar entre os ambientes diferentes em ambos os lados desta barreira universal, a natureza fornece um tipo comum de corredor. Os canais da Membrana são câmara de ar-como as estruturas feitas das proteínas, que perfuram as barreiras e regulam a troca em dois sentidos do material e da informação entre o interior e a parte externa. Os pesquisadores têm demonstrado Agora o primeiro canal artificial da membrana feito inteiramente do ADN, e suas características sugerem um número de aplicações potenciais. “Se você quer, por exemplo, injectar algo em uma pilha, você tem que encontrar uma maneira de perfurar um furo na membrana de pilha, e este dispositivo pode fazer aquele, pelo menos com as membranas de pilha modelo,” diz o Prof. Hendrik Dietz do TUM, um companheiro do Instituto do TUM para Estudo Avançado.

Em uma forma inspirada por uma proteína natural do canal, o canal ADN-baseado da membrana consiste na agulha-como a haste 42 nanômetros por muito tempo com um diâmetro interno de apenas dois nanômetros, revestido em parte por um tampão em forma de barril. Um anel de unidades do colesterol em torno da borda do tampão ajuda o dispositivo “doca” a uma membrana do lipido quando a haste colar através dela, formando um canal que pareça funcionar como o autêntico. O Professor Friedrich Simmel do TUM, co-coordenador da Iniciativa Munich de Nanosystems do Conjunto da Excelência, explica: “Nós não testamos este ainda com pilhas vivas, mas as experiências com vesículas do lipido mostram que nosso dispositivo sintético ligará a uma membrana do lipido do bilayer na orientação direita, de modo que a haste penetre a membrana e a guardare na superfície, formando um poro.”

Umas experiências Mais Adicionais demonstraram que os poros resultantes têm a condutibilidade elétrica comparável àquela de uma parede de pilha natural com os canais do íon, sugerindo que pudessem poder actuar como portas tensão-controladas. Os resultados igualmente sugerem que a corrente da transmembrana poderia ser ajustada ajustando muito bem detalhes estruturais dos canais sintéticos. Para testar uma aplicação potencial dos dispositivos do nanotech do ADN, os pesquisadores usaram-nos como “nanopores” para diversas experiências de detecção moleculars diferentes. Estes confirmaram que é possível, observando mudanças nas características elétricas, para gravar a passagem de únicas moléculas através dos canais sintéticos da membrana feitos do ADN. Porque esta aproximação permite a costura geométrica e química dos canais da membrana, pôde oferecer vantagens sobre outras duas famílias de sensores moleculars, com base em nanopores biológicos e de circuito integrado respectivamente.

Outras aplicações concebíveis permanecem ser investigadas. Uma noção é imitar a acção dos vírus ou dos fago, quebrando com as divisões celulares das bactérias visadas para matá-las. Na terapia genética, os canais sintéticos da membrana puderam ser usados como nano-agulhas para injectar o material em pilhas. Tais canais podiam igualmente ser usados em estudos básicos do metabolismo da pilha. Uma Outra ideia é aproveitar o fluxo assim chamado do íon - que nos movimentos das membranas de pilha materiais dentro e para fora através do canal - conduzir nanodevices sofisticados inspirou por outros mecanismos naturais. “Nós pudemos poder imitar as bombas de íon naturais, proteínas de transporte, e os motores giratórios como a enzima responsável para sintetizar o ATP,” diz Dietz. “Eu amo essa ideia. Aquele é o que me mantem ser executado.”

Source: http://www.tum.de

Last Update: 21. November 2012 03:28

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