Разработка активных наноразмерных поверхностей для биологических разделений
Исследовательская группа под руководством Рави Кейна получила грант в размере $1 млн от Национального научного фонда на разработку новых методов биологических разделений. Учёные планируют создать наноразмерные поверхности, которые активно перестраиваются в присутствии ДНК, что может привести к созданию более эффективных инструментов для геномики и протеомики.
Биомиметический подход
Вдохновением для исследователей послужили природные клеточные мембраны — липидные бислои. На этих поверхностях молекулы ДНК движутся в двух измерениях, подобно объектам на конвейерной ленте. Ранее команда обнаружила, что подвижность ДНК тесно связана с движением подстилающего липидного бислоя.
Активное управление поверхностью
Ключевое преимущество разрабатываемых поверхностей — возможность их активной модификации. Поведение поверхности можно изменять:
- Изменяя температуру
- Освещая её светом
- Прикладывая электрическое поле
В одном из подходов учёные создают молекулярную "полосу препятствий" из наноразмерных доменов. При приложении электрического поля молекулы ДНК движутся по поверхности и сталкиваются с препятствиями, что замедляет их движение. Исследователи уже научились контролировать размер и расположение этих препятствий.
Перспективы применения
Основная цель проекта — понять, как различные биологические молекулы движутся по поверхности липидных бислоев. Хотя текущая работа сосредоточена на ДНК, подход потенциально применим и для разделения других молекул, например, белков.
Новая технология может обеспечить разделение с более высоким разрешением и эффективностью по сравнению с существующими методами. Кроме того, эти поверхности:
- Динамичны (в отличие от статичных современных материалов)
- Могут быть изготовлены в обычной лаборатории (без необходимости в чистой комнате)
В отдалённой перспективе такие поверхности могут быть использованы в качестве биосенсоров или для доставки молекул ДНК в приложениях генной терапии.
Источник: Rensselaer Polytechnic Institute