Есть конспект?
Пришлите нам!

Наноножницы для стрижки клеток и молекул щелкают под действием света


Крошечные наноножницы, открывающиеся и закрывающиеся под воздействием лучей ультрафиолетового и видимого диапазона света, являются первым молекулярным устройством, позволяющим проводить манипуляции над клетками и молекулами с помощью освещения.

Японские ученые из Токийского университета, работающие под руководством профессора Такузо Аида (Takuzo Aida), создали «ножницы» длиной три нанометра, позволяющие доставлять лекарственные препараты внутрь клеток и проводить манипуляции над биологическими молекулами, в том числе с высокой степенью точности контролировать активность белков.

Исследователи давно работают над созданием наноустройств, которые функционировали бы под воздействием специфических стимулов, таких как звук или свет. Особенно заинтересованы в таких приспособлениях биологи и врачи, т.к. это обеспечит возможность проводить различные манипуляции над генами и молекулами внутри организма.

Например, известно, что свет ближней инфракрасной области спектра может проникать глубоко в ткани. Поэтому наноножницы, регулируемые с помощью метода мультифотонного возбуждения, можно использовать для таких медицинских целей, как встраивание в хромосомы человека терапевтических генов.

Молекулярные ножницы, как и настоящие, состоят из шарнира, лезвий и рукояток. Механизм шарнира представляет собой двухъярусную молекулярную структуру, в центре которой находится атом железа, зажатый между двумя углеродными пластинками. Эта трехкомпонентная структура обеспечивает подвижность наноножниц.

Управляют движением две рукоятки, содержащие светочувствительные молекулы азобензола, который под действием световой энергии разных участков спектра переходит из одной изоформы в другую. Воздействие ультрафиолета превращает длинную изоформу азобензола в короткую. Воздействие света видимой области спектра имеет обратное действие.

Попеременное воздействие ультрафиолетового и видимого света приводит к периодичному переходу молекул азобензола из одной изоформы в другую, что двигает рукоятки. Движение передается на механизм, который, в свою очередь, обеспечивает «режущие» движения лезвий.

К лезвиям наноножниц крепится органометаллический комплекс – цинкопорфирин. Входящий в его состав атом цинка способен прочно связываться с молекулами азотсодержащих соединений, таких как ДНК. При открытии и закрытии лезвий прикрепившаяся к ним молекула сгибается и разгибается.

В настоящее время авторы заняты разработкой более крупных «ножниц», которыми можно будет управлять дистанционно, однако до применения таких систем в практике еще очень далеко.

По материалам ScienceDaily


Dr.BoT© Konspektiruem.ru