Montreal Üniversitesi’nden Kimyagerler dünyanın en küçük antenini oluşturmak için DNA kullanıyor. Araştırmacılar, proteinlerin hareketlerini izlemek için bir nanoanten yarattılar. Nature Methods’da bu hafta rapor edilen cihaz, proteinlerin zaman içindeki yapısal değişimini izlemek için yeni bir yöntem ve bilim insanlarının doğal ve insan tasarımı nanoteknolojileri daha iyi anlamalarına yardımcı olmak için uzun bir yol kat edebilir.
DNA Tabanlı Anten
40 yılı aşkın bir süre önce araştırmacılar, genetik bilgiyi kodlayan moleküller oluşturmak için ilk DNA sentezleyicisini icat etti. Biyomühendislik ve Biyonanoteknolojide Kanada Araştırma Kürsüsü’nün de sahibi olan araştırmacı, “Son yıllarda kimyagerler DNA’nın çeşitli nanoyapılar ve nanomakineler oluşturmak için kullanılabileceğini fark ettiler” diye ekledi.
“DNA’nın tipik olarak insan saçından 20.000 kat daha küçük yapı taşlarına sahip ‘Lego benzeri’ özelliklerinden esinlenerek, proteinlerin işlevini karakterize etmeye yardımcı olabilecek DNA tabanlı bir floresan nanoanten yarattık” dedi.
“Radyo dalgalarını hem alabilen hem de iletebilen iki yönlü bir radyo gibi, floresan nanoanten bir renkte veya dalga boyunda ışığı alır ve algıladığı protein hareketine bağlı olarak ışığı algılayabileceğimiz başka bir renkte geri iletir. ”
Bu nanoantenlerin ana yeniliklerinden biri, antenin alıcı kısmının, moleküler etkileşim yoluyla incelenen proteinin moleküler yüzeyini algılamak için de kullanılmasıdır.
Çalışmanın kıdemli yazarı UdeM kimya profesörü Alexis Vallée-Bélisle, “Sonuçlar o kadar heyecan verici ki, şu anda bu nanoanteni ticarileştirmek ve çoğu araştırmacının ve ilaç endüstrisinin kullanımına sunmak için bir başlangıç şirketi kurmaya çalışıyoruz” dedi.
Yazar Scott Harroun bu nanoantenleri tasarlamak için DNA kullanmanın ana avantajlarından biri, DNA kimyasının nispeten basit ve programlanabilir olmasıdır, “diyor.
“DNA tabanlı nanoantenler, işlevlerini optimize etmek için farklı uzunluklarda ve esnekliklerde sentezlenebilir” dedi. “Bir floresan molekülü DNA’ya kolayca eklenebilir ve daha sonra bu floresan nanoanten, bir enzim gibi biyolojik bir nanomakineye bağlanabilir. Nanoanten tasarımını dikkatli bir şekilde ayarlayarak, protein biyolojik işlevini yerine getirirken farklı bir sinyal üreten beş nanometre uzunluğunda bir anten yarattık.
Bilim adamları, floresan nanoantenlerin biyokimya ve nanoteknolojide birçok heyecan verici yol açtığına inanıyor.
Harroun, “Örneğin, çeşitli biyolojik moleküller ve ilaçlarla alkalin fosfataz enziminin işlevini gerçek zamanlı olarak ve ilk kez tespit edebildik” dedi. “Bu enzim, çeşitli kanserler ve bağırsak iltihabı dahil olmak üzere birçok hastalıkla ilişkilendirilmiştir.
Çalışmanın yazarlarından Dominic Lauzon, “Doğal nanomakinelerin nasıl çalıştığını veya arızalanarak hastalığa yol açtığını anlamamıza yardımcı olmasının yanı sıra, bu yeni yöntem aynı zamanda kimyagerlerin umut vadeden yeni ilaçları belirlemesine yardımcı olabilir ve nanomühendislere gelişmiş nanomakineler geliştirme konusunda rehberlik edebilir” dedi.
Bilim adamları, bu nanoantenlerin sağladığı bir ana ilerlemenin de kullanım kolaylığı olduğunu söyledi. “Belki de bizi en çok heyecanlandıran şey, dünya çapında geleneksel bir spektroflorometre ile donatılmış birçok laboratuvarın, yeni ilaçları tanımlamak veya yeni nanoteknolojiler geliştirmek gibi en sevdikleri proteinleri incelemek için bu nanoantenleri kolayca kullanabileceği gerçeğidir” diye bilim insanları açıklamalarda bulunuyor.
Kaynak: physorg