Проглотить хирурга

07 Сен / 17
Автор: Алексей Нестеренко Просмотры: 1.4 k Комментарии: 0


Согласитесь, хорошо было бы проглотить наноразмерного робота, который навел бы порядок в вашем организме: удалил или приостановил действие вируса или вредоносной бактерии, а также рассказал о состоянии вашего организма. Такие нанороботы должны соответствовать ряду требований.

Требования к нанороботам-хирургам:

• остаточно маленькими, чтобы не навредить живым тканям при попадании в организм

• В то же время, достаточно большими для расположения на них нескольких чувствительных единиц, датчиков, по отношению к внутренним и внешним сигналам.

Чувстительные элементы («датчики») должны работать скооперированно, как логические ворота, чтобы наноробот мог определиткаким образом и в каком случае необходимо действовать. Нанороботы могут содержать несколько «инструментов», выполняющих различные задачи.

Диагностическими могут считаться отдельные сборки, несущие одну функциональную единицу и реагирующие на внешний сигнал. Но наибольший интерес представляют многофункциональные роботы, оборудованные механическими приводными устройствами, которые способны захватывать и удерживать определенные белки или даже вирусы, изменяя их действие.

Признанные пионеры в области создания таких механизмов отмечены Нобелевской премией по химии в 2016 году. Соваж, Стоддарт и Феринга создали молекулы, включающие связанные между собой системы реагирования на внешние раздражители и выполняющие необходимые механические действия.

И хотя этой области исследований было посвящено множество ра, искусственные механизмы все еще не дотягивают по своим способностям до естественных, природных объектов.

В природе молекулы-нанороботы это прежде всего белки, которые исполняют очень важные в организме функции.  с высокой точностью выполняют согласованные механические движения, управляемые например такими эндогенными сигналами, как аденозинтрифосфатом (АТФ), гуанозинтрифосфатом (ГТФ) и нуклеиновыми кислот. Многофункциональные биологические механизмы удивительно сложно устроены и могут служить шаблоном для создания медицинских «роботов».

Белковые «машины» включают в себя 1) моторные белки, например, кинезин, динеин и миозин, 2) мембранный белковый насос, например, F0/F1-ATPase и различные ионные каналы, 3) кофакторы для белкового связывания, например, ClpX/P и GroEL/ES, 4) единицы, которые вовлечены в процессы переноса информации по пути ДНК — РНК — белок, например ДКА/РНК полимеразы, рибосомы и их кофакторы. Некоторые из таких машин были изменены молекулярно, чтобы придать им новые функции.

Одно из таких исследований было проведено группой ученых под руководством Bryant. Они продемонстрировали несколько стратегий контроля движения белков. Рекомбинация структурных модулей сделало возможным производство ряда новых белков, которые отвечают на внешний возбудитель и меняют направление эффективного удара (аналогия с ресничками простейших). Направленное движение было использовано для транспортировки, в частности показана возможность создания биосенсора пыльцы с применением кинезина в качестве «двигателя» группой ученых под руководством Hess. В начале 2000х была представлена работа, посвященная управлению природным ротором F1-ATPase для вращения таких искусственных молекул, как актиновые волокна. Позже Noji и его коллеги продемонстрировали, что вынужденное вращение ротора в обратном направлении приводит к синтезу АТФ.

Таким образом, на данный момент эта перспективная область медицинских исследований активно развивается. Для проведения высококачественных исследований, нужно современное оборудование и высококачественные реактивы, которые вы можете заказать на сайте Labadaba.org. Мы также предоставляем услуги по программе, New Lab Start-Up Program, от Термофишера и Сигмы-Алдрич.


Источник: Seunghyun Sim, Takuzo Aida Swallowing a Surgeon: Toward Clinical Nanorobots // 2017 American Chemical Society DOI: 10.1021/acs.accounts.6b00495

Похожие страницы

Комментарии: