Posted in | Bionanotechnology

Каналы Мембраны Стройки Помощи Нанотехнологии ДНА Синтетические

Published on November 21, 2012 at 2:30 AM

Как сообщено в Науки журнала, физики на Technische Universitaet Muenchen (TUM) и Мичиганский Университет показывали что синтетические каналы мембраны можно построить через «нанотехнологию ДНА.» Этот метод использует молекулы ДНА по мере того как programmable строительные материалы для таможн-конструировано, собственн-собирая, структуры нанометр-маштаба.

Эта 3-D печать показывает структуру функционального синтетического канала мембраны построенного через нанотехнологию ДНА - т.е., используя молекулы ДНА как programmable строительные материалы для таможн-конструированных, собственн-собранных структур нанометр-маштаба. Этот Дна-основанный канал мембраны состоит из иглоподобного стержня 42 нанометра длиной при внутренний диаметр как раз 2 нанометров, отчасти обшитый бочонк-форменной крышкой. Кольцо блоков холестерола вокруг края крышки помогает прибору «стыковке» к мембране липида пока стержень вставляет через его, формируя канал который кажется способным поступать как биологический канал иона. Прибор сформирован 54 двойн-спиральными доменами ДНА на решетке сота. (Кредит: Лаборатория Dietz, TU Muenchen; авторское право TU Muenchen)

Исследователя представляют доказательство что их природ-воодушевлянные nanostructures могут также поступать как биологические каналы иона. Их результаты смогли маркировать шаг к применениям синтетических каналов мембраны как молекулярные датчики, противомикробные агенты, и водители романных nanodevices.

Над прошлыми 3 декадами, исследователя выдвигали нанотехнологию ДНА от интригуя идеи к вытекая технологии, с toolbox методов и портфолио предметов нанометр-маштаба конструированных для того чтобы продемонстрировать свой потенциал. Что ново здесь заявка которую nanotech ДНА можно использовать для того чтобы передразнить одно из самых широко распространённых и самых важных nanomachines в природе.

Для того чтобы огородить с внутренностей клеток от внешнего мира, организмы в всех 3 доменах жизни используют такой же вид барьера: непомокаемая мембрана сделанная от 2 слоев молекул липида. Такие мембраны можно также найти внутри клетки, например помещающ ядро, и даже окружающ много видов вирусов. И посредничать между различными окружающими средами с обеих сторон этого всеобщего барьера, природа обеспечивает общий тип переходного люка. Каналы Мембраны пробк-как структуры сделанные из протеинов, которые прокалывают барьеры и регулируют двухсторонний обмен материала и информации между внутренностью и снаружи. Теперь исследователя демонстрировали первый искусственний канал мембраны сделанный полностью из ДНА, и свои характеристики предлагают несколько потенциальных применений. «Если вы хотите, например, впрыснуть что-то в клетку, то вы должны найти путь пробить отверстие в мембрану клетки, и этот прибор может сделать то, хотя бы с модельными мембранами клетки,» говорит Prof. Hendrik Dietz TUM, собрата Института TUM для Предварительного Изучения.

В форме воодушевлянной естественным протеином канала, Дна-основанный канал мембраны состоит из иглоподобного стержня 42 нанометра длиной при внутренний диаметр как раз 2 нанометров, отчасти обшитый бочонк-форменной крышкой. Кольцо блоков холестерола вокруг края крышки помогает прибору «стыковке» к мембране липида пока стержень вставляет через его, формируя канал который кажется, что действует как первоклассная вещь. Профессор Friedrich Simmel TUM, co-координатор Группы Nanosystems Инициативного Мюнхен Высокого профессионализма, объясняет: «Мы не испытывали это пока с живущими клетками, но эксперименты с vesicles липида показывают что наш синтетический прибор свяжет к мембране липида bilayer в правой ориентации, так, что стержень и прорежет мембрану и держит на поверхности, формируя пору.»

Более Дополнительные эксперименты продемонстрировали что приводя к поры имеют электрическую проводимость соответствующую к той из естественной клеточной оболочки с каналами иона, предлагающ что они могли мочь подействовать как напряжени тока-контролируемые стробы. Результаты также предлагают что течение transmembrane смогло быть настроено путем регулировать отлично структурные детали синтетических каналов. Для того чтобы испытать одно потенциальное применение приборов nanotech ДНА, исследователя использовали их как «nanopores» для нескольких различных молекулярных воспринимая экспериментов. Эти подтвердили что возможно, путем наблюдать изменениями в электрических характеристиках, для того чтобы записать проход одиночных молекул через синтетические каналы мембраны сделанные от ДНА. Потому Что этот подход позволяет и геометрический и химический портняжничать каналов мембраны, он мог предложить преимущества над 2 другими семействами молекулярных датчиков, основанными на биологических и полупроводниковых nanopores соответственно.

Остают, что расследованы Другие мыслимые применения. Одна придумка имитировать действие вирусов или бактериофагов, ломая через клеточные оболочки пристрелнных бактерий для того чтобы убить их. В терапии гена, синтетические каналы мембраны могли быть использованы как nano-иглы для того чтобы впрыснуть материал в клетки. Такие каналы смогли также быть использованы в фундаментальных исследованиях метаболизма клетки. Другая идея обуздать так называемый поток иона - который в движениях мембран клетки материальных внутри и вне через канал - управлять изощренными nanodevices воодушевил другими естественными механизмами. «Мы могли мочь передразнить естественные насосы иона, протеины перехода, и роторные моторы как энзим ответственный для синтезировать ATP,» говорит Dietz. «Я люблю ту идею. То что держит меня работать.»

Источник: http://www.tum.de

Last Update: 21. November 2012 03:29

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit