Ученые построили самую маленькую антенну в мире из ДНК

Ученые создали самую маленькую в мире антенну длиной всего пять нанометров из ДНК человека. 

Но она не передает радиоволны — вместо этого эта маленькая антенна предназначена для передачи сигналов об изменениях в белках в режиме реального времени. А поскольку она флуоресцентна, она записывает и передает данные с помощью световых сигналов.

«Химики поняли, что ДНК также можно использовать для создания различных наноструктур и наномашин», – говорит соавтор исследования Алексис Валле-Белиль.

Как это работает: наноантенна построена из молекул ДНК, генетических инструкций для жизни, которые в 20 000 раз меньше человеческого волоса.

Все работает в масштабе меньшем, чем может видеть человеческий глаз. Приемный компонент этой антенны чувствует молекулярную поверхность исследуемого белка. Когда белок выполняет свое биологическое предназначение, он производит уникальный сигнал. 

Химик Алексис Валле-Белиль, ведущий автор исследования, опубликованного в Nature Methods, объяснил, как работает наноантенна, используя аналогию с двусторонней радиосвязью. Подобно двусторонней радиосвязи, которая может как принимать, так и передавать радиоволны, флуоресцентная наноантенна, разработанная Алексисом и его командой, принимает свет одного цвета и, в зависимости от движения белка, который она ощущает, затем передает свет обратно в другом цвете, который мы можем обнаружить. Одно из основных нововведений этих наноантенн заключается в том, что приемная часть антенны (ярко-зеленая на картинке ниже) также используется для обнаружения молекулярной поверхности исследуемого белка посредством молекулярного взаимодействия.

По словам исследователей, флуоресцентные наноантенны открывают множество новых возможностей в биологии и нанотехнологиях.

«Возможно, нас больше всего воодушевляет осознание того, что многие лаборатории по всему миру, оснащенные обычным спектрофлуориметром, могут легко использовать эти наноантенны для изучения своего любимого белка, например, для идентификации новых лекарств или разработки новых нанотехнологий», — сказал Валле-Белиль в своем заявлении.

Одно из преимуществ этой сверхмаленькой ДНК-антенны по сравнению с другими методами анализа заключается в том, что она способна улавливать очень короткоживущие белковые состояния. Это, по словам исследователей, означает, что здесь есть множество потенциальных применений, как в биохимии, так и в нанотехнологиях в целом.

Ученые уже не в первый раз используют ДНК для создания наноструктуры. Она вызывает интерес, как компонент для крошечных технологий, например, для хранения данных, потому что она стабильна и относительно проста в программировании.

Команда планирует создать стартап для коммерциализации наноантенны, чтобы ее могли использовать другие исследователи в области фармацевтики.