Молекулярные машины обеспечат прорыв в медицине

18.10.2012

Исследовательская группа под руководством немецкого физика профессора Германа Гауба разработала технологию сверхточной сборки молекулярных машин. Новая технология обещает прорыв в очень перспективной области, которая в свою очередь открывает широкие возможности по изготовлению микроскопических устройств, способных выполнять множество разнообразных задач: от производства материалов до адресной доставки молекул лекарств.

Молекулярные машины могли бы совершить настоящую революцию во всех областях человеческой деятельности, однако для сборки таких машин нужно манипулировать отдельными молекулами белков с нанометровой точностью. Немецким ученым, наконец, удалось это сделать. Они применили технологию, известную под названием Single-Molecule Cut and Paste (SMC&P), которая в своем первоначальном виде была применима только к молекулам ДНК. Герман Гауб усовершенствовал SMC&P, и теперь с помощью сверхтонкой иглы атомного силового микроскопа можно захватывать отдельную биомолекулу и соединять с другой с нанометровой точностью.

Природные молекулярные машины, состоящие из белков, в нашем организме отвечают за многие биохимические процессы, которые происходят в живых в клетках. Создание искусственных аналогов таких машин является одной из основных целей нанотехнологий. С практической точки зрения это сулит не только возможность управления жизнедеятельностью клеток, но доступность производства различных материалов, сборки наномашин и т.д.

До сих пор проблема манипуляций на наноуровне остается очень сложной. В жидкой среде при комнатной температуре "погодные условия" на наноуровне сравнимы с торнадо. Немецким ученым впервые удалось надежно закрепить молекулы на кончике иглы атомного микроскопа и при этом не повредить их. Для этого использовалась комбинация антител, ДНК-связывающие протеины и ДНК-якоря.

С помощью новой технологии ученые смогли составить из сотен флуоресцентных молекул фигурку человечка, похожую на ту, что рисуют на светофорах. Можно будет изготавливать различные сложные белковые машины с разнообразными функциями. Например можно подобрать сочетание ферментов, расщепляющее опаснейшие токсины или перерабатывающее биомассу в топливо.

<< Назад: 84-дюймовый телевизор Sony с разрешением 4K 18.10.2012

>> Вперед: Из стволовых клеток выращены половые 17.10.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Предложен новый метод поиска аксионов 26.09.2022 Международная группа физиков предложила новый лабораторный способ обнаружения взаимодействия частиц. Поиск аксионов, гипотетической формы темной материи, вышел на новый уровень, пишет Альтернативная наука. Физики испытали новый спиновый усилитель, по косвенным показателям которого определили массу аксиона в пределах допустимого "аксионного окна" - от 0,01 до 1 мэВ. Тем самым был преодолен разрыв между предыдущими лабораторными поисками и астрофизическими наблюдениями. Новый метод поиска аксионов использует следующее предсказание об их поведении: когда фермионы (частицы с полуцелым спином) обмениваются аксионами, они должны производить экзотическое диполь-дипольное взаимодействие, которое в принципе может быть обнаружено в лаборатории. В последнем исследовании группа под руководством Синьхуа Пэн из Университета науки и технологий Китая вместе с командой Дмитрия Будкера из Института Гельмгольца объединила большой ансамбль поляризованных атомов рубидия-87 (87Rb) (источник электронных спинов) с поляризованными ядерными спинами ксеона-129 (129Xe) для поиска доказательств этого взаимодействия. Ядерные спины действуют как усилитель слабых псевдомагнитных полей, которые генерируются электронами, обменивающимися аксионами. Эксперименты показали, что спиновый усилитель влияеет на внешние магнитные поля - более чем в 40 раз. Данный метод позволил исследователям ограничить массу аксиона от 0,03 мэВ до 1 мэВ, что лежит в диапазоне, предсказанном несколькими теориями, включая высокотемпературную решетчатую КХД, модель стандартной модели аксионного портала Хиггса (SMASH) и аксионные струнные сети.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025