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 лечении.
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...

Лента новостей:

Израиль
Израиль
17.01.2019

«Секс за назначения»: Эфи Навэ подал в отставку

Председатель коллегии адвокатов Израиля Эфи Наве, подозреваемый в получении взяток сексом...
Израиль
17.01.2019

Главный подозреваемый по делу о «взятках сексом»: глава коллегии адвокатов Израиля Эфи Навэ

Разрешена к публикации информация о том, что главным фигурантом дела о коррупции и "взятках сексом" является...
Израиль
17.01.2019

Полиция: наблюдатели ООН бьют солдат в Хевроне, чтобы жить хорошо

В ведомстве рекомендуют правительству не продлевать мандат миссии, истекающий в будущем месяце....
Израиль
16.01.2019

Зимняя буря в Израиле: в Иерусалиме начался снегопад

Вечером 16 января в Иерусалиме, на холмах, расположенных на высоте более 1000 метров над уровнем моря, начался снегопад. Снег также выпал...
В мире
В мире
14.01.2019

В Греции Холокост превратили в игру

Популярная квест-комната по "Списку Шиндлера" работает в Греции уже 2 года, не вызывая возмущения
В мире
14.01.2019

«Аль-Джарида»: в результате атаки ЦАХАЛа в Дамаске ранены командиры КСИР и «Хизбаллы»

Кувейтское издание пишет, что, помимо складов с оружием, израильские ВВС нанесли удар по месту сбора иранских,...
В мире
13.01.2019

Михаил Жванецкий поддержал кандидатуру Зеленского

Михаил Жванецкий поделился своим мнением по поводу предвыборной ситуации в Украине.
Бизнес
Бизнес
28.12.2018

Израиль станет новым конкурентом на рынке каннабиса

Кнессет принял решение одобрить экспорт марихуанны с целью расширить экономическое влияние Израиля...
Бизнес
1.11.2018

Трансляторы с большой дороги

Как бизнесу сберечь 85 тысяч шекелей, - советы адвоката
Бизнес
31.07.2018

WeWork приходит в Хайфу

Новый филиал знаменитой сети открывается на севере страны
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...
Наука и технологии
Наука и технологии
4.01.2019

Израиль приобрел украинскую радиолокационную систему

В Израиль доставили радиолокационную систему украинского производства, купленную предприятием Airsom Ltd.
Медицина
Медицина
21.11.2018

Школы и садики перекроют доступ тем, кто не прошел вакцинацию

Кнессет утвердил в предварительном чтении поправку к закону о государственном здравоохранении, касающуюся вопросов...
Медицина
8.10.2018

Где в Израиле больше всего болеют раком

Минздрав Израиля и Ассоциация борьбы с раком обнародовали "онкологическую карту" страны.
Медицина
27.08.2018

Сын Караченцова: в Израиле отцу не помогли, в Красногорске лечат лучше

А. Караченцов сообщил, что раковая опухоль уменьшилась лишь после вмешательства...
Медицина
23.08.2018

Еще один израильтянин скончался от западно-нильской лихорадки

Министерство здравоохранения сообщило, что еще один человек скончался от осложнений, вызванных вирусом западно-нильской лихорадки.
Деньги
Деньги
18.12.2018

Израиль: цены падают, а зарплаты растут

Хорошие новости - в том, что доходы израильтян быстро растут.
Деньги
16.12.2018

Израиль: официантов заставят платить НДС с чаевых

Согласно постановлению суда по трудовых вопросам, с 1 января...
Деньги
14.12.2018

Готовьтесь к новому росту цен

В 2019 году израильтянам придется потуже затянуть пояса: цены на продукты питания последние четыре месяца идут вверх....
Культура
Культура
14.01.2019

Галь Гадот признали самой сексуальной еврейской актрисой

Популярное интернет-издание назвало список самых влиятельных женщин-евреек мира всех времен,...
Культура
11.01.2019

Жительница Бейт-Шеана на прогулке нашла 1700-летние римские бюсты

Скорее всего, речь идет о погребальной портретной скульптуре позднего римского периода.​​
Культура
10.01.2019

Врачи или знахари?

Почему в Израиле все более популярной становится нетрадиционная медицина?
Культура
3.01.2019

Обратная сторона израильской медицины

И как получить то самое, легендарное медобслуживание?
Культура
27.12.2018

Похищение собственных детей

Израильтяне похищают собственных детей и вывозят их за границу.
Публицистика
Публицистика
15.01.2019
 Инесса Вербицкая

Про любовь к арабам

Все вы знаете, как складываются мои отношения с арабами в Израиле. Окулист пытался...
Публицистика
13.01.2019
 Юрий Моор

Молчаливо-болтливые генералы

Только враги еврейского Израиля хотят, чтобы...
Публицистика
12.01.2019
 Игорь Черниховский

Скорбь Роджера Уотерса

Вот мы и дожили до того времени, когда к власти в мире пришло поколение...
Репатриация
Репатриация
13.12.2018
 Эли Гервиц

Экстрадиция. Из Израиля выдачи нет?

Мы много лет занимаемся ликбезом, разъясняя нашим читателям, что Израиль,...
Репатриация
26.11.2018

На фоне конфликта с Россией: 330 репатриантов из Украины прибыли в Израиль

Экономическая ситуация, пренебрежение гражданами страны, отсутствие работы...
Репатриация
31.10.2018

В Израиль прибыли 300 репатриантов из Украины

Среди новоприбывших тренер по баскетболу, журналистка и ресторатор
Юмор
Юмор
26.12.2018
 Олег Юсупов

Гондурас атаковал Сирию

Вечером 25 декабря, без каких-либо надписей на ракетах, без твиттов и постов в ФБ, полностью презрев...
Юмор
28.09.2018
 Юрий Моор

Хроники первой русско-еврейской войны

На очередных выборах к власти в Израиле пришло лево-центристское правительство,...
Юмор
30.06.2018

«Нихреновости». Июнь 2018

Видеожурнал для настоящих чемпионов: Нихреновости.
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