Nanopierścienie DNA. Przełomowe narzędzie do badania i kontrolowania białek
Naukowcy z Durham University, we współpracy z badaczami z Uniwersytetu Jagiellońskiego w Polsce, opracowali nowe narzędzie w skali nano, które może zrewolucjonizować sposób badania jednych z najważniejszych białek w biologii.
Innowacja dotyczy białek błonowych, które znajdują się w zewnętrznej warstwie komórek i pełnią funkcję swoistych „strażników”, kontrolując przepływ sygnałów oraz substancji do i z wnętrza komórki. Pomimo ich kluczowego znaczenia, białka te są trudne do badania, ponieważ są delikatne i trudno je wyizolować w stabilnej, funkcjonalnej postaci. Aby sprostać temu wyzwaniu, zespół badawczy stworzył maleńkie „nanopierścienie” DNA zdolne do wychwytywania i precyzyjnego pozycjonowania pojedynczych białek błonowych.
Metoda ta łączy technikę origami DNA, polegającą na składaniu nici DNA w zaprojektowane struktury, z nanodyskami, czyli niewielkimi strukturami przypominającymi błony komórkowe, które mogą stabilizować pojedyncze białka. W połączeniu tworzą one tzw. nanodyski ograniczone origami DNA (DOC-ND).
Struktury te, o szerokości zaledwie kilkudziesięciu nanometrów, są w stanie „uwięzić” nanodyski zawierające białka wewnątrz pierścienia DNA, jednocześnie zapewniając do nich dostęp umożliwiający prowadzenie szczegółowych analiz.
Badania wykazały wysoką skuteczność systemu większość pierścieni DNA z powodzeniem wychwytuje nanodyski, często ograniczając się do jednego obiektu naraz. Taki poziom kontroli jest szczególnie istotny w zaawansowanych technikach obrazowania, gdzie precyzyjne i powtarzalne pozycjonowanie cząsteczek ma kluczowe znaczenie dla uzyskania wyraźnych i wiarygodnych wyników.
Przyszłe zastosowania
W kolejnym etapie badań zespół opracował bardziej zaawansowaną wersję systemu, która umożliwia kontrolowanie orientacji wychwyconego białka, pozwalając określić, w którą stronę jest ono skierowane.
Ma to duże znaczenie, ponieważ funkcja białek błonowych w dużej mierze zależy od ich orientacji w błonie komórkowej. Naukowcy uważają, że technologia ta może znaleźć szerokie zastosowanie w przyszłości. Potencjalne zastosowania obejmują udoskonalenie metod obrazowania, wsparcie badań nad interakcjami leków z białkami, a także umożliwienie projektowania komórek syntetycznych.
W dłuższej perspektywie podejście to może pozwolić na kontrolowane dostarczanie białek do określonych błon, otwierając nowe możliwości w zakresie terapii celowanych oraz bioinżynierii.
Źródło: Durham University
Czytaj też: Mikroorganizmy z jedzenia mogą wspierać zdrowie jelit?
Grafika tytułowa: Sangharsh Lohakare / Unsplash
