ТЕГИ
Нанобиотехнологии и Микротрубки. Будущие медицины, электронно-лучевая и оптическая микроскопия.
Нанобиотехнология — синонимичный термин понятия бионанотехнология — широкий раздел нанотехнологии, занимающийся изучением и воздействием объектов нанодиапазона на биологические объекты и их использованием для развития наномедицины, занимающаяся созданием нанолекарств, диагностических систем на основе наночастиц (иммунохроматографических тестов, дот-анализов, световых и электронномикроскопических иммуноморфологических исследований), разработкой медицинских нанороботов и созданием медицинских наноматериалов.
Дальнейшее развитие этого открытия может повлиять на способы доставки лекарств, энзимов и генного материала к органам и отдельным клеткам. Открытие также может служить основой биосенсоров, проводящих нанострун и оптических наноразмерных материалов.
Живое наноожерелье
Междисциплинарное открытие в области нанобиотехнологии сделали исследователи из Университета Калифорнии, США. Команда физиков и биологов разработали новый метод, с помощью которого можно будет производить наноматериалы с различными областями применения. Дальнейшее развитие этого открытия может повлиять на способы доставки лекарств, энзимов и генного материала к органам и отдельным клеткам. Открытие также может служить основой биосенсоров, проводящих нанострун и оптических наноразмерных материалов. О своем исследовании ученые доложили в выпуске вестника Национальной академии наук от 16 ноября.
Открытие произошло благодаря сотрудничеству ученых Цирус Сафиньи, профессора в области материаловедения и физики, и Лесли Уильсона, профессора биохимии.
В своих экспериментах исследователи работали с микротрубками из тканей мозга коровы для того, чтобы понять, какие механизмы заставляют их формировать различные трехмерные образования. Микротрубки – полые цилиндры нанометровых размеров, входящие в состав цитоскелета клетки. В живой клетке микротрубки выполняют ряд полезных функций: от транспорта веществ внутри клетки до участия в ее делении. В нейронах микротрубки выполняют транспорт нейротрансмиттеров. Нейротрансмиттеры – это молекулы, которые либо возбуждают, либо тормозят передачу нервных импульсов по нервной системе. Механизм сборки микротрубок в различные формации внутри клетки пока непонятен.
В представленной исследователями статье было описано открытие нового механизма самоорганизации микротрубок. Положительно заряженные линейные молекулы микротрубок формировали плотные гексагональные группы. При этом исследователи заранее знали, какие структуры будут формировать микротрубки. Но неожиданно оказалось, что в присутствии двухвалентных катионов микротрубки собирались в структуру, напоминающую ожерелье. Сафинья и Уильсон пояснили, что полученное «живое ожерелье» – новый экспериментальный тип мембраны, в которой длинные микротрубки ориентированы в одном направлении, и могут проникнуть через клеточную мембрану обыкновенной животной клетки. Ученые также отметили, что «ожерелье» очень динамично изменяет свою форму при повышении температуры. Поэтому его и назвали живым.
Исследователи видят применение как для гексагонального пучка микротрубок, так и для живого «ожерелья». Металлизируя гексагональные структуры, например, можно получить материалы с изменяемыми оптические параметрами. Более интересное применение ожидает «ожерелье». Заключенный в двуслойную липидную мембрану набор микротрубок может нести внутри лекарство. А так как микротрубки являются одним из компонентов живой клетки, то доставка лекарств внутрь отдельных клеток будет наиболее быстрой.
Ученые, специалисты в области химии смогли провести это исследование благодаря новой рентгеновской технологии, совмещенной с электронно-лучевой и оптической микроскопией.
