Управляемая светом сборка искусственного цитоскелета из пептидных нанотрубок

Пептидные нанотрубки — это трубчатые структуры, образующиеся при контролируемой укладке циклических пептидов. Эти биоматериалы имеют внутреннюю и внешнюю поверхность, что позволяет управлять их свойствами.

Исследователи из Центра исследований в области биологической химии и молекулярных материалов (CiQUS) под руководством Хуана Р. Граньи представили новый тип циклического пептида, который при облучении светом вызывает формирование или распад нанотрубок по требованию.

Пептид переключается между сложенной и плоской конформацией под действием света определённой длины волны. При плоской конформации пептидные кольца собираются в трубчатые структуры, а в сложенном состоянии пептиды остаются разобщёнными.

Сеть микротрубочек обеспечивает структуру и форму клеток и играет ключевую роль в выполнении их функций и делении. Одна из главных задач клеточной биологии — воспроизвести эти волокна для создания искусственного цитоскелета. Группа профессора Граньи годами изучала свойства пептидных нанотрубок для создания таких синтетических сетей и управления молекулярными механизмами биологических процессов.

Однако для простой модели, имитирующей этот жизненно важный компонент клеток, требуется, чтобы процесс сборки/разборки происходил с точным пространственно-временным контролем в физиологических условиях, что ранее для пептидных нанотрубок было невозможно.

Используя свет в качестве внешнего стимула, исследователи CiQUS синтезировали нанотрубки внутри водных капель в нейтральных условиях, имитируя физиологическую среду клетки.

Волокна быстро формировались на границе капель «вода-в-масле» и индуцировали их слияние. По словам авторов, когда нанотрубки находятся на границе раздела, они придают каплям способность сливаться друг с другом. Этот механизм представляет большой интерес для моделирования клеточного фагоцитоза или разработки новых систем доставки лекарств.

Исследование опубликовано в журнале Chem.