Nanopory naśladują naturalną strukturę w białkach śledzących
Holenderscy i szwajcarscy naukowcy opracowali biomimetyczne nanopory, które mogą służyć za zaawansowaną platformę do przeprowadzania testów i pomiarów przenikania białek do jądra komórkowego. Badania przynoszą dowody na to, jak można tworzyć biomimetyczne pory jądrowe w celu monitorowania ruchu pojedynczych białek przez pory. Prace, których wyniki zaprezentowano w czasopiśmie Nature Nanotechnology, zostały częściowo dofinansowane z unijnych projektów NANOSCI-EPLUS i READNA. Biomimetyka to dyscyplina naukowa, w której procesy, substancje, urządzenia czy systemy stworzone przez człowieka naśladują naturę. Te badania wprowadzają sztuczne nanopory, które współpracują z kluczowymi białkami, naśladując naturalne pory jądrowe. Innowacja ta stwarza nową i skuteczną platformę monitorowania ruchu pojedynczych białek. Na podstawie badania tego ruchu poprzez biomimetyczne pory, naukowcy z Politechniki w Delft (TU Delft, Holandia) i Uniwersytetu Bazylejskiego (Szwajcaria) odkryli, że większości białek nie udaje się przedostać, za wyjątkiem białek swoistych, z których wiele przechodzi z powodzeniem. Według zespołu biomimetyczne pory funkcjonują prawidłowo i naukowcy mogą je wykorzystywać jako platformę testową do obserwowania, jak lek dostarczany jest do jądra komórki. "Komórki człowieka składają się z jądra i białka oraz RNA [kwas rybonukleinowy] muszą wejść i wyjść" - wyjaśnia profesor Cees Dekker, kierownik Instytutu Nanonauk Kavli przy TU Delft oraz kierownik badań. "Proces ten regulowany jest za pomocą małych otworów, zwanych kompleksami porów jądrowych. Są to pory biologiczne o zasadniczym znaczeniu, które funkcjonują jak stróże jądra komórkowego. Transportują białka i RNA do wewnątrz i na zewnątrz jądra w sposób wysoce selektywny, co oznacza, że niektóre elementy przechodzą, podczas gdy przejście innych zostaje zablokowane" - dodaje. "Toczy się ożywiona debata, w jaki sposób osiągana jest ta intrygująca selektywność. Zważywszy na fakt, że niezwykle trudno jest wykonać pomiary w wysokiej rozdzielczości w złożonym środowisku żywej komórki, trudno dokładnie ustalić ten mechanizm." Profesor Dekker twierdzi, że biomimetyka to obiecujące podejście do badania transportu jądrowego. "Postępy w nanotechnologii umożliwiają obecnie badanie i kształtowanie materii w nanoskali, otwierając możliwości naśladowania struktur biologicznych na poziomie molekularnym, aby badać ich pomysłowość i okiełznać ją" - podkreśla. Grupa Dekkera wytworzyła biomimetyczne nanopory dołączając białka do małych otworów w podłożu stałym, podczas gdy jego kolega dr Roderick Lim z Bazylei wraz z zespołem oczyścił białka porów jądrowych. Projekt NANOSCI-EPLUS (Międzynarodowe zaproszenie do propozycji współpracy w zakresie badań podstawowych w nanonauce) otrzymał grant ERA-NET Plus w nanonaukach o wartości ponad 6,3 mln EUR z Siódmego Programu Ramowego (7PR) UE. Projekt ten, realizowany pod kierunkiem francuskiej instytucji Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), gromadzi ekspertów z Austrii, Finlandii, Francji, Hiszpanii, Holandii, Irlandii, Izraela, Niemiec, Polski, Portugalii, Słowacji, Wlk. Brytanii i Włoch. Z kolei projekt READNA (Rewolucyjne podejścia i urządzenia do analizy kwasów nukleinowych) jest finansowany na kwotę niemal 12 mln EUR z tematu "Zdrowie" 7PR i skupia ekspertów ze świata przemysłu i nauki z Danii, Francji, Holandii, Niemiec, Szwecji i Wlk. Brytanii.Więcej informacji: Politechnika w Delft: http://home.tudelft.nl/ Nature Nanotechnology: http://www.nature.com/nnano/index.html Projekty ERA-NET Plus: http://ec.europa.eu/research/fp7/index_en.cfm?pg=eranet-projects-home Medyczne badania naukowe w 7PR: http://cordis.europa.eu/fp7/health/
Kraje
Szwajcaria, Niderlandy
