เครื่องติดตามโปรตีน ขนาดเล็กกว่าเส้นผม20,000เท่า

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวันที่ 30 ธันวาคม พ.ศ. 2564 ในวารสารNature Methods Scott Harroun

นักศึกษาปริญญาเอกสาขาเคมีที่ UdeM และเพื่อนร่วมงานกล่าวว่า

เสาอากาศเป็นวิธีใหม่ในการติดตามการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของโปรตีน

เมื่อเวลาผ่านไปช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจนาโนเทคโนโลยีธรรมชาติได้ดีขึ้น และการออกแบบของมนุษย์

กว่า 40 ปีที่ผ่านมา นักวิจัยได้คิดค้นเครื่องสังเคราะห์ดีเอ็นเอเครื่องแรก

เพื่อสร้างโมเลกุลที่เข้ารหัสข้อมูลทางพันธุกรรม "ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา

นักเคมีได้ตระหนักถึงความเป็นไปได้ของการใช้ DNA

เพื่อสร้างโครงสร้างที่หลากหลายและนาโนแมชชีน

โดยได้รับแรงบันดาลใจจากลักษณะคล้ายเลโก้ของ DNA 

ที่มีโครงสร้างที่เล็กกว่าเส้นผมมนุษย์ถึง20,000 หน่วย

เราจึงสร้างนาโนแอนเทนนาเรืองแสงที่มี DNA ซึ่ง ช่วยอธิบายหน้าที่ของโปรตีน

เช่นเดียวกับวิทยุสองทางที่สามารถรับและส่งคลื่นวิทยุ

นาโนแอนเทนนาฟลูออเรสเซนต์รับแสงสีเดียวหรือเป็นขั้นๆ คลื่น

และขึ้นอยู่กับการเคลื่อนที่ของโปรตีนก็จะส่งแสงกลับมาเป็นสีที่ต่างกัน

เพื่อให้เราสามารถตรวจจับได้” ทีมงานกล่าว

หนึ่งในนวัตกรรมที่สำคัญในนาโนแอนเทนนาคือตัวรับสัญญาณของเสาอากาศนั้นติดตั้งเซ็นเซอร์

เพื่อตรวจจับพื้นผิวโมเลกุลของโปรตีนผ่านปฏิกิริยาของโมเลกุล 

ข้อได้เปรียบหลักของการใช้ DNA เพื่อสร้างนาโนแอนเทนนาคือ

เคมีของ DNA นั้นค่อนข้างง่ายและง่ายต่อการตั้งโปรแกรม ตาม Harroun

นาโนแอนเทนนาสามารถสังเคราะห์ด้วยความยาวคลื่นต่างๆ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน นักวิจัยสามารถเชื่อมโยงโมเลกุลเรืองแสงกับ DNA

ได้อย่างง่ายดาย จากนั้นจึงเชื่อมโยงนาโนแอนเทนนาเรืองแสงกับเครื่องจักรระดับนาโน เช่น เอ็นไซม์ 

ทีมงานได้สร้างนาโนแอนเทนนาความยาว 5 นาโนเมตรโดยปรับแต่งการออกแบบอย่างระมัดระวัง

ซึ่งจะส่งสัญญาณลักษณะเฉพาะเมื่อโปรตีนทำหน้าที่ทางชีวภาพ

นอกเหนือจากการช่วยให้นักวิจัยเข้าใจว่าเครื่องนาโนธรรมชาติทำงานอย่างไรหรือไม่สามารถทำให้เกิดโรคได้

วิธีการนี้ยังช่วยให้นักเคมีสามารถระบุยาใหม่และแนะนำวิศวกรนาโนในการพัฒนาเครื่องจักร

 สิ่งที่สร้างความตื่นเต้นให้กับทีมมากที่สุดคือห้องปฏิบัติการจำนวนมาก

ที่มีเครื่องสเปกโตรมิเตอร์สามารถใช้นาโนแอนเทนนาเพื่อติดตามโปรตีน

ที่พวกเขาชื่นชอบดังนั้นจึงระบุตัวยาใหม่หรือพัฒนานาโนเทคโนโลยีใหม่ได้