DNA’dan Yapılmış Dünyanın En Küçük Anteni

Fotoğraf: Radyo dalgalarını hem alabilen hem de iletebilen iki yönlü bir radyo gibi, Alexis Vallée-Bélisle ve ekibi tarafından tasarlanan floresan nanoanten tek renkte ışık alır ve algıladığı protein hareketine bağlı olarak ışığı başka bir renkte geri iletir, böylelikle tespiti yapılabilir. Bu nanoantenlerin ana yeniliklerinden biri, antenin alıcı kısmının (parlak yeşil) moleküler etkileşim yoluyla incelenen proteinin moleküler yüzeyini algılamak için de kullanılmasıdır. Kaynak: Caitlin Monney

Université de Montréal’deki araştırmacılar proteinlerin hareketlerini izlemek için bir nanoanten yarattılar. Geçen hafta Nature Methods’da bildirilen cihaz, proteinlerin zaman içinde yapısal değişimini izlemek için yeni bir yöntemdir ve bilim insanlarının doğal ve insan tarafından tasarlanmış nanoteknolojileri daha iyi anlamalarına yardımcı olmak için uzun bir yol kat edebilir.

Çalışmanın kıdemli yazarı UdeM Kimya Profesörü Alexis Vallée-Bélisle, “Sonuçlar o kadar heyecan verici ki, bu nanoanteni ticarileştirmek, çoğu araştırmacının ve ilaç endüstrisinin kullanımına açmak için bir start-up şirket kurmaya çalışıyoruz” dedi.

İki Yönlü Radyo Gibi Çalışan Bir Anten

40 yıldan fazla bir süre önce araştırmacılar genetik bilgileri kodlayan moleküller oluşturmak için ilk DNA sentezleyiciyi icat etti. Son yıllarda kimyagerlerin, DNA’nın çeşitli nanoyapılar ve nanomakineler inşa etmek için de kullanılabileceğini fark ettiğini ekledi, aynı zamanda Biyomühendislik ve Biyoteknoloji Kanada Araştırma Başkanı olan Alexis Vallée-Bélisle.

DNA’nın lego benzeri özelliklerinden esinlenerek, tipik olarak bir insan saçından 20.000 kat daha küçük yapı taşlarına sahip, proteinlerin işlevini karakterize etmenize yardımcı olabilecek DNA tabanlı bir floresan nanoanten yarattıklarını belirtti.

“Radyo dalgalarını hem alabilen hem de iletebilen iki yönlü bir radyo gibi, floresan nanoanten ışığı bir renkte veya dalga boyunda alır ve algıladığı protein hareketine bağlı olarak ışığı algılayabileceğimiz başka bir renkte geri iletir.”

Bu nanoantenin ana yeniliklerinden biri, antenin alıcı kısmının moleküler etkileşim yoluyla incelenen proteinin moleküler yüzeyini algılamak için de kullanılmasıdır.

Bu nanoantenleri tasarlamak için DNA kullanmanın ana avantajlarından biri, DNA kimyasının nispeten basit ve programlanabilir olması olduğunu belirtti UdeM Kimya doktora öğrencisi ve çalışmanın ilk yazarı Scott Harroun.

DNA tabanlı nanoantenların, işlevlerini optimize etmek için farklı uzunluklarda ve esnekliklerle sentezlenebileceğini, DNA’ya kolayca floresan bir molekül takılabileceğini ve daha sonra bu floresan nanoantenin enzim gibi biyolojik bir nanomakineye bağlanılabileceğini ekledi.

“Nanoanten tasarımını dikkatlice ayarlayarak, protein biyolojik işlevini yerine getirirken farklı bir sinyal üreten beş nanometre uzunluğunda anten oluşturduk.”

Bilim insanları, floresan nanoantenlerin biyokimya ve nanoteknolojide birçok heyecan verici yol açtığına inanıyorlar.

Harroun, örneğin alkali fosfataz enziminin işlevini gerçek zamanlı olarak ve ilk kez çeşitli biyolojik moleküller ve ilaçlarla tespit edebildiklerini, bu enzimin, çeşitli kanserler ve bağırsak iltihabı da dahil olmak üzere birçok hastalıkla ilişkilendirildiğini ekledi.

UdeM’de kimya alanında doktorasını yapan çalışmanın ortak yazarlarından Dominic Lauzon, “Doğal nanomakinelerin nasıl çalıştığını veya arızalanarak hastalığa yol açtığını anlamamıza yardımcı olmasının yanı sıra, bu yeni yöntem kimyagerlerin gelecek vaat eden yeni ilaçları tanımlamalarına ve nanomühendislere gelişmiş nanomakineler geliştirmeleri için rehberlik etmelerine de yardımcı olabilir” diye ekledi.

Bilim insanları, bu nanoantenlerin sağladığı ana ilerlemelerden birinin de kullanım kolaylığı olduğunu söylediler.

Vallée-Bélisle, “Belki de en çok heyecan aldığımız şey, dünyadaki geleneksel bir spektrofluorometre ile donatılmış birçok laboratuvarın, yeni ilaçları tanımlamak veya yeni nanoteknolojiler geliştirmek gibi en sevdikleri proteini incelemek için bu nanoantenleri kolayca kullanabileceğinin farkına varmaktır,” dedi.

Kaynak: scitechdaily.com