Французские ученые построили «наноробота» из молекул ДНК

Исследователи из Франции разработали инновационного «наноробота» полностью из молекул ДНК. Он поможет тщательнее изучить на микроскопическом уровне механизмы, которые имеют решающее значение для многих биологических и патологических процессов, сообщает пресс-служба Национального института здравоохранения и медицинских исследований Франции.

Схематическое изображение  «наноробота» на основе ДНК ©  A. Mills et al./ Nature Communications, 2022Схематическое изображение  «наноробота» на основе ДНК
©  A. Mills et al./ Nature Communications, 2022

Наши клетки подвергаются механическим воздействиям в микроскопическом масштабе, запуская биологические сигналы, необходимые для многих клеточных процессов. Одни из них играют роль в нормальном функционировании нашего организма, другие – в развитии заболеваний.

Например, мы что-то можем осязать отчасти благодаря тому, что специфические клеточные рецепторы чувствуют механическое воздействие (в 2021 году, кстати, за открытие рецепторов, которые реагируют на температуру и прикосновения, присудили Нобелевскую премию по физиологии и медицине). Помимо осязания, эти чувствительные к механическим воздействиям рецепторы – механорецепторы – позволяют регулировать другие ключевые биологические процессы: например, сужение кровеносных сосудов, восприятие боли, дыхание или даже обнаружение звуковых волн.

Нарушение клеточной механочувствительности связано со многими заболеваниями — даже с раком. Раковые клетки мигрируют внутри организма, постоянно приспосабливаясь к механическим свойствам своего микроокружения. Такая адаптация возможна только благодаря тому, что механорецепторы реагируют на это окружение – и передают информацию цитоскелету клетки.

Чтобы изучить подобные механизмы , ученые решили создать нанороботов с помощью метода «ДНК-оригами». Этот метод позволяет трехмерным наноструктурам самостоятельно собираться в заданную форму. В качестве строительного материала – молекулы ДНК. За последние десять лет этот метод позволил добиться значительных успехов в области нанотехнологий.

Технология позволила исследователям разработать нанобота, состоящего из трех структур ДНК-оригами. Размером он с человеческую клетку, что впервые позволяет применять и контролировать силу с разрешением в один пиконьютон, а именно в одну триллионную часть ньютона (один ньютон соответствует силе щелчка пальцем по ручке).

Команда соединила бота с молекулой, распознающей механорецептор. Таким образом, она смогла направить робота на некоторые наши клетки и специально приложить силы к механорецепторам-мишеням, расположенным на поверхности клеток, чтобы активировать их.

Такой инструмент полезен для фундаментальных исследований: его можно использовать для изучения молекулярных механизмов, участвующих в клеточной механочувствительности. С его помощью также возможно открыть новые клеточные рецепторы, чувствительные к механическим воздействиям. Благодаря роботу ученые также смогут более точно изучить, в какой момент при приложении силы на клеточном уровне активируются ключевые сигнальные пути многих биологических и патологических процессов.

Статья опубликована в журнале Nature Communications
Информация взята с портала «Научная Россия» (https://scientificrussia.ru/)

Метки , , . Закладка постоянная ссылка.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.