2022. 08. 04. - 17:00
A „nano-robot”, mely DNS-ből épül fel és feltárja a sejtfolyamatokat
A legújabb kutatások eredménye egy apró robot DNS-ből, mely a szabad szemmel nem látható sejtfolyamatokat tanulmányozza. Az innovatív „nano-robot” képes arra, hogy a mikroszkopikus szinten alkalmazott mechanikai erőket elemezze, amelyek számos biológiai és kóros folyamat szempontjából kulcsfontosságúak.
Sejtjeink mikroszkopikus léptékű mechanikai erőhatásoknak vannak kitéve, amelyek számos – szervezetünk normális működésében vagy betegségek kialakulásában szerepet játszó – sejtfolyamathoz elengedhetetlen biológiai jeleket váltanak ki.
Például az érintés érzése az részben függ a mechanikai erők alkalmazásától egy adott sejtreceptoron. Az érintés mellett ezek a mechanikai erőkre érzékeny receptorok (mechanoreceptorok) más kulcsfontosságú biológiai folyamatok szabályozását is lehetővé teszik, mint például az érszűkület, a fájdalomérzékelés, a légzés vagy akár a hanghullámok észlelése a fülben.
A DNS origami módszert alkalmazták a kutatók a nano-robot készítésénél
Jelenleg még nagyon korlátozottak az ismereteink a sejt mechanoszenzitivitással kapcsolatban. Számos technológia áll rendelkezésre, de akadnak akadályozó tényezők is: különösen költséges a vizsgálatuk, valamint nagyon időigényes is, hiszen nem lehetséges egyszerre több sejtreceptor egyidejű tanulmányozása.
Az Inserm kutatója, Gaëtan Bellot vezette kutatócsoport a DNS origami módszert kezdte el alkalmazni. Ezáltal a 3D-s nanostruktúrák képesek – előre meghatározott formában – az önösszeállításra, a DNS-molekula építőanyagainak felhasználásával.
A kutatók megtervezték a „nano-robotot”, amely három DNS-origami szerkezetből áll. Nanometrikus méretű, ezért kompatibilis az emberi sejt méretével. Első ízben teszi lehetővé 1 piconewton felbontású erő alkalmazását és szabályozását. Ez az első alkalom, hogy egy ember által készített, saját DNS-alapú objektum ilyen pontossággal tud erőt alkalmazni.
A csapat azzal kezdte, hogy összekapcsolta a robotot egy molekulával, amely felismer egy mechanoreceptort. Ez lehetővé tette, hogy a robotot egyes sejtjeinkre irányítsuk, illetve a sejtek felszínén lokalizált célzott mechanoreceptorokra erőt fejtsünk ki és aktiváljuk azokat.
Egy ilyen eszköz nagyon értékes az alapkutatások számára, mivel felhasználható lenne a sejt mechanoszenzitivitásban szerepet játszó molekuláris mechanizmusok jobb megértésére és a mechanikai erőkre érzékeny új sejtreceptorok felfedezésére.
A robotnak köszönhetően a tudósok azt is pontosabban tanulmányozhatják majd, hogy az erő kifejtésekor melyik pillanatban aktiválódnak sejtszinten számos biológiai és kóros folyamat kulcsfontosságú jelpályái.
Forrás: ScienceDaily
Kép forrása: pixabay.com - Jogtiszta fotó.
A kép illusztráció.
H.A.
