Patojenleri Seçmeyi Hedefleyen Nanokağıt Kaplı Şeker Geliştirildi
Fotoğraf : Shiga toksinine bağlanan şekerlerde bağlanmayı sağlayan peptoid nanokağıtların moleküler modeli düzenleniyor.
Araştırmacılar; virüs, bakteri ve diğer patojenlere titizlikle bağlanmada tasarlanmış sineklik gibi çalışabilen sentetik materyallerin kendi kendine montajını yapabilmesi için proses geliştirildi.
Bu yolla U.S. Enerji Yasası Bölümü Berkeley Ulusal Laboratuvarı’nda bilim adamlarının takım lideri tarafından imkan dahilinde patojenleri saptayabilen ya da inaktive edeci olarak kullanılan yeni bir çalışma geliştirildi.
New York Üniversitesi’nden araştırmacılara yer veren takım; peptoid olarak bilinen biyopolimeri kendi kendini montajlayan sentezlenmiş nanokağıtları nanoölçek bilim merkezi olarak bilinen Berkeley Moleküler Döküm Laboratuvarı’nda oluşturdular. Çalışma bu ay beklenenden daha erken bir şekilde ACS Nano dergisinde yayımlandı.
Levhalar, basit şekerlerin yüzeyleri boyunca örnek bir yol sunmak için tasarlandı ve bu şekerler, sırayla, dizanteriye sebep olan Shiga Toksini ile ilişkili olan bir çok proteinlerle seçici olarak bağlandıklarını ispatladı. Hücrelerimizin dışı düz ve şekerle kaplı olduğu için 2-D nanokağıtlar hücre yüzeylerinde etkin biçimde taklit edebilir.
Çalışmayı yöneten Molecular Foundry’de çalışan bir bilim adamı olan Ronald Zuckermann “Sadece bir ‘kilit ve anahtar’ değil Velcro gibi hedeflenen proteinle bir noktada birleşen küçük bir döngünün dalıdır.” “ Şimdi, biyolojide her yerde bulunan bir nanoölçekli özelliği taklit edebiliriz.” dedi.
Grip virüsünden kolera bakterisine kadar bir çok patojenin hücre yüzeyine şekerle bağlandığını belirtti. Bu yüzden peptoid nanokağıtlara bağlanan sağ şekerler doğru yönelimle onları düzenleyecek patojenleri saptayabilir.
Zuckermann “ Yaptığımız kimya çok birimseldir. Farklı şekerler üzerine tıklayabilirz ve onları iyi tanımlanmış düzlemsel bir yüzeyde sunabiliriz. Birbirlerinden ne kadar uzakta olduklarını kontrol edebiliriz. Bunu hemen hemen her şekerle yapabiliriz.”dedi.
Peptoid düzlemi ayrıca doğal moleküllere kıyasla daha sağlam ve daha stabildir. Bu yüzden potansiyel olarak askeri personel ve acil müdahale ekipleri tarafından biyo-ajanların test edilmesi için sahaya yerleştirilebilir.
Ve peptoidler- amino asit zincirleri olan biyolojideki peptitler- ucuzdur ve kolay polimer yapılır.
“Şeker kaplı kağıtlar içinde kendiliğinden birleşen moleküllerin kimyasal bilgileri, sentez sırasında her molekül içinde programlandı.” “ Bu çalışma polimer dizisinin doğrudan kontrolü ile biomimik nanoyapılı kontrol edebilme yeteneğimizi gösteriyor.” dedi.
Şeker kaplı nanokağıtlar bir sıvı çözelti içinde oluşturulur. Zuckermann, nanokağıtların birisinin bir patojene maruz kalmasını önlemek için kullanılıyorsa, patojen bağlayıcı nanokağıtlar içeren bir burun spreyi kullanımını öngörebileceğini söyledi.
Nanokağıtlar ayrıca patojenleri ve özel toksinleri nötralize etmek için çevresel temizlikte de kullanılabilir ve kağıtlar E.coli ve Ebola bakterisi gibi ve diğer patojenleri hedef alan virüsler karşı potansiyel olarak ölçeklendirilebilir.
Son çalışmada, araştırmacılar hedeflenen proteinlere sahip bağların, tabakalara bir floresan boya yerleştirerek ve hedef proteinlere başka bir floresan boya ekleyerek başarılı olduklarını doğruladılar. Renk değişikliği, bir proteinin nanokağıtlara bağlandığını gösterdi.
Bu renk değişiminin yoğunluğu, araştırmacıları onları geliştirmeye ve belirli patojenleri hedefleyebilecek yeni nanokağıtları keşfetmeye yönlendirebilir.
Bilim adamları ayrıca, levhaların nano ölçekli yapılarını analiz etmek ve yüzeylerindeki şekerlerin varlığını doğrulamak için Berkeley Lab’ın İleri Işık Kaynağı’nda X-ışını tabanlı deneyler yaptılar. Moleküler Döküm ve İleri Işık Kaynağı, DOE Büro Kullanıcı Tesisleri Bürosu’dur. Bu çalışma ABD Savunma Tehdit Azaltma Ajansı, ABD Savunma İleri Araştırma Projeleri Ajansı ve Kore Ulusal Araştırma Vakfı tarafından desteklenmiştir.
Kaynak: sciencedaily.com
