Израильские ученые придумали самый маленький в мире искусственный нос

03.07.2018 23:16

Молекулярный нано-нос может найти широкое применение в микробиологии и разработке новых лекарственных средств.

Самый маленький в мире нос состоит из всего одной молекулы. Профессор Давид (Диди) Маргулис​ и его группа исследователей в научном институте имени Вейцмана продемонстрировали искусственные нано-носы, которые работают примерно как настоящие - они могут обнаружить различные молекулы в окружающей их среде и скомбинировать полученную информацию в «запах». Более того, нано-носы могут заниматься этим внутри живой клетки.

Профессор Маргулис, работающий на факультете органической химии института Вейцмана, поясняет, что существующие сегодня искусственные носы устроены как массив электронных сенсоров, каждый из которых покрыт разным материалом, способным связать определенный класс молекул. Аккумуляция данных, собранных сенсорами, рождает представление о "запахе", примерно так же, как наш мозг суммирует сигналы от рецепторов в настоящем носу. Однако устройства такого рода слишком велики по размеру для целого ряда областей потенциального применения, в том числе для клеточной биологии, где все происходит на микроскопическом уровне.    

В ходе исследования, отчет о котором недавно был опубликован в Nature Nanotechnology, Маргулис и его группа создали наноприбор с массивом сенсоров на основе одной молекулы. Это крохотное устройство может связывать множество молекул и сообщать о результатах свечением разными цветами. «Это может нам дать новый инструмент для анализа и сбора данных, к которым мы раньше не имели доступа - о химическом составе микро-сред, например - клеток», - отмечает Маргулис.
 

Сунуть нос в клетку

Для создания своего нано-носа Маргулис и его группа спроектировали сложную молекулу, в которой несколько разных связующих молекул были привязаны к флюоресцентным группам, светящимся разными цветами (то есть с уникальной световой подписью) для каждой комбинации веществ, с которой сталкивается «нос». Это молекулярное устройство многоразового использования и оно может отслеживать динамические процессы, меняя свою световую подпись в соответствии с изменениями исследуемого вещества.

В настоящем исследовании молекулярный «нос» содержит связующие молекулы для трех разных белковых групп, которые выполняют важные функции в клетке и причастны к ряду заболеваний. Они обозначены аббревиатурами GST, MMP и PDGF, и играют роль в том числе и в развитии раковых опухолей. Доктор Лейла Мотей из группы Маргулиса объясняет, что от системы требуется определенная спефицичность, и именно необходимостью таковой продиктовано наличие трех связующий молекул: «В клетке есть множество различных белков, если мы бы не настроили систему для связывания конкретных белковых групп, то имели бы такой же успех, как попытка идентифицировать различные молекулы запахов в мусорном ящике».

Сначала исследователи испытали свой «нос» на образцах нужных им белков из крови и мочи. Затем они перешли к главной задаче: вынюхиванию активности протеинов внутри единичных клеток. «Мы заставили клетки в лаборатории вырабатывать определенные белки и помещали в эти клетки наш молекулярный сенсор. Мы могли идентифицировать световую подпись для каждой из разных клеток» - рассказывает студентка-исследователь Зохар Поде. - «Затем мы наблюдали за этими клетками и меняли окружающую их среду, создавая вызывающие воспаление ситуации или лишая их кислорода. И мы наблюдали, как световая подпись меняется в соответствии с изменениями клеток».

Margulies_group.jpg
Слева направо: д-р Лейла Мотей, Зоар Поде и проф. Давид Маргулис (фото Института Вейцмана) 

Как отмечает Маргулис, одно из возможных применений молекулярного носа может быть в разработке лекарств. Здесь возможность системы идентифицировать новые ингибиторы будет очень кстати. Кроме того, устройства, подобные тому, что разработала группа, могут быть внедрены в медицинские проверки для ранней диагностики заболеваний, а также могут использоваться и в других областях, помимо биомедицины: «Нам впервые открываются возможности определять различные комбинации химикалий на микроскопическом уровне».

В исследовании принимали участие Рони Пери-Наор, Джосеф Георгсон, доктор Таль Илани с факультета структурной биологии, Владимир Кисс с факультета биомолекулярных наук, доктор Тамар Унгер из израильского структурного центра протеомики и доктор Барак Маркус и доктор Хаим Барр из израильского национального центра персонализированной медицины имени Нэнси и Стефана Гранд.

Исследование профессора Давида Маргулиса поддерживалось центром молекулярного дизайна имени Хелен и Мартина Киммель.

 

Источник: MFA
Фото: институт Вейцмана

Отправьте эту страницу друзьям!

Оставьте свой комментарий!

Читайте также:

Наука и технологии
11.05.2018

Революционные нанотехнологии из Израиля: капли вместо очков

Капли для глаз, содержащие наночастицы, могут стать революцией в офтальмологическом и оптометрическом...
Наука и технологии
4.10.2017

Компьютерные «запчасти» могут дать толчок дизайну белка

С помощью компьютера израильские исследователи моделируют эволюцию белков, создавая структуры, не существующие...
Наука и технологии
6.05.2017

Израильские ученые: Отличие мужчин от женщин заключается в 6500 генах

Исследователям из Института Вейцмана удалось полностью описать половые особенности экспрессии генов

Лента новостей:

Израиль
Израиль
19.09.2018

Командующий ВВС Израиля лично полетит в Москву с докладом

Путин напомнил, что операции израильских ВВС предпринимаются в нарушение суверенитета Сирии.
Израиль
18.09.2018

В Израиле и не только – Йом Кипур

В этот день приговор, вынесенный десять дней назад, скрепляется печатью.
Израиль
17.09.2018

Общественный транспорт в Израиле до и после поста Йом Кипур. Расписание

Вечером во вторник, 18 сентября, начнется пост Йом Кипур (День Искупления).
Израиль
17.09.2018

Министерство обороны раскрыло секретные материалы

В Министерстве обороны рассказали о секретных данных, собранных израильскими спутниками за последние 30 лет
В мире
В мире
21.09.2018

Аббас: Франция может признать Палестинское государство

Председатель Палестинской автономии Махмуд Аббас встретился в пятницу, 21 сентября с президентом...
В мире
20.09.2018

Опубликованы видео и спутниковые снимки объекта, уничтоженного под Латакией

Израильская компания ImageSat опубликовала снимки объекта на восточной окраине Латакии до и после...
В мире
20.09.2018

Россия запретила всем летать над Сирией и рядом с Кипром

Россия официально предупредила о закрытии воздушного пространства рядом с Сирией.
Бизнес
Бизнес
9.07.2018

IKEA Sale — 11 июля начинается распродажа

IKEA объявила дату начала летней распродажи — 11 июля.
Бизнес
19.06.2018

Открытие бизнеса в США для израильтян станет доступнее

Новые правила ведения бизнеса в США для израильтян создадут прекрасные условия для развития стартапов...
Бизнес
28.05.2018

Закон 6-и минут: революция в службе поддержки в Израиле

Кнессет одобрил закон, согласно которому любая компания, представляющая услуги клиентам будет обязана отвечать на звонки в службу поддержки не позднее,...
Бизнес
22.05.2018

Карта израильских стартапов по данным ЦСБ

Центральное статистическое бюро Израиля опубликовало данные о стартап-компаниях, действующих в стране в 2011-2016 годах.
Бизнес
24.04.2018
 Илья Липецкер

Сказ о том, как добрые госмонополисты решили немного придушить малый бизнес

Госмонополист банит мелкие кафешки за отказы получать его услуги....
Наука и технологии
Наука и технологии
12.09.2018

В Израиле создадут новый космический аппарат

Israel Aerospace Industries Ltd. (IAI) и Effective Space, сегодня объявили о подписании "технического и финансового сотрудничества"....
Наука и технологии
10.09.2018

Израильский историк спрогнозировал, как мир будет жить в 2050 году

Израильский историк Юваль Ной Харари выпустил новую книгу — «21 урок для XXI века».
Наука и технологии
9.09.2018

Израильтянам впервые удалось взломать Bluetooth

До сих пор технология Bluetooth считалась неуязвимой, но обнаруженная израильтянами уязвимость создала опасность перехвата и подслушивания.​...
Наука и технологии
28.08.2018

Падающие луны: ученые разгадывают тайны рождения Земли

Команда ученых из Техниона, Вены и Тюбингена занималась изучением судьбы малых лун - предполагаемых спутников Земли в период ее "бурной юности"
Медицина
Медицина
18.08.2018

В Израиле обнаружены комары-переносчики тяжелого заболевания

Опасные насекомые были выявлены в ходе проверок Минэкологии в ряде районов страны.
Медицина
13.08.2018

Минздрав Израиля: вода в ручьях Голанских высот может быть опасна для жизни

Такой вывод сделан после нескольких случаев выявления у купавшихся симптомов лептоспироза.
Деньги
Деньги
14.09.2018

Конгресс США утвердил закон о десятилетней оборонной помощи Израилю

Цель закона - защитить договор о помощи от бюджетных конфликтов в будущем...
Деньги
19.08.2018

В Израиле повысят цены на воду

Управление водных ресурсов Израиля увеличило тарифы на воду для населения. 
Деньги
5.08.2018

Моше Кахлон о повышении кредитного рейтинга Израиля

Рейтинг Израиля сейчас находится на уровне США, Австралии, Швейцарии и Сингапура....
Деньги
29.07.2018

Минюст потребовал урезать пенсии бойцам ЦАХАЛ

Минюст и Минфин Израиля требуют сократить пенсионные выплаты бойцам ЦАХАЛ...
Деньги
27.07.2018

У ООН закончились деньги

Генеральный секретарь ООН Антониу Гутерриш заявил, что бюджет организации опустел и необходимо...
Культура
Культура
13.09.2018

Официальное заявление: «Евровидение-2019» пройдет в Тель-Авиве

Финал конкурса намечен на 18 мая. Выступления пройдут во 2-м павильоне выставочного комплекса "Ганей Тааруха",...
Культура
5.09.2018

9 фактов о Рош Ха-Шана, которых вы не знали

Как связаны Новый год и мед, Тора и гранат и чем чистят шофар
Культура
2.09.2018

Звезда Кейна Риверса - Украина и Израиль. Нужен ваш голос!

Детское Евровидение создано по аналогии с популярным шоу Евровидение....
Культура
2.09.2018

Погрузитесь в море с доисторической акулой!

Успейте на показы новой экшн-картины на русском языке в кинотеатрах Израиля!
Публицистика
Публицистика
20.09.2018
 Владимир Бейдер

Крах лукавой цифры

Администрация США намеривается пересмотреть порядок предоставления статуса беженца по наследству....
Публицистика
20.09.2018
 Александр Непомнящий

Чего следует ожидать после инцидента над Латакией?

Попытка свалить вину на израильтян...
Публицистика
18.09.2018
 Владимир Бейдер

Об искусстве формулировок

Минобороны России, объяснет, что израильские самолеты прикрылись...
Публицистика
18.09.2018
 Роман Гольд

1000 знаков о Йом Кипуре

Есть дни, словно помеченные маркером: “хранить вечно”. Этот -...
Публицистика
17.09.2018
 Роман Гольд

Мы и есть Земля Израиля!

Они думают, что нас можно зарезать - и мы уйдем с этой земли...
Репатриация
Репатриация
24.07.2018

293 репатрианта из Украины приземлились сегодня в Израиле

Сегодня, во вторник, в аэропорту им. Бен-Гуриона приземлились 3 рейса с 293 репатриантами...
Репатриация
16.07.2018

Игорь Лупинский и Илька Гутман: «Ехать в Израиль – как в Израиль»

Илька Гутман  и Игорь Лупинский– основатели Школы финансовой ответственности, не один раз обжегшись о...
Репатриация
25.06.2018

На этой неделе в Израиль прибудут 340 репатриантов 17 рейсами Фонда дружбы

340 репатриантов из 8 разных стран прибудут в Израиль в течении предстоящей...
Репатриация
11.06.2018

Иван Ургант репатриировался в Израиль

Российский актер и телевизионный ведущий обзавелся израильским паспортом.
Репатриация
29.05.2018

206 репатриантов из 3 стран прибыли в Израиль

206 новых репатриантов из Украины, Бразилии и Аргентины прибыли...
Юмор
Юмор
12.06.2018
 Ян Каганов

Еврейское порно

Всё-таки я с трудом представляю себе еврейские порнофильмы.
Юмор
2.06.2018

«Нихреновости». Май 2018

Cамый неубиваемый видеожурнал Израиля - Нихреновости
Юмор
9.04.2018
 Александр Непомнящий

Краткое содержание минувшей ночи

Сирия (зализывая раны): Аааааааай...  Иран...
Юмор
6.04.2018

«Нихреновости». Выпуск № 52

Держите руку на пульсе, пока он есть. Нихреновости.
Юмор
24.03.2018

«Нихреновости». Выпуск № 50

Пятидесятый выпуск видео-дайджеста Нихреновости немного особый. Авторы журнала решили подёргать...