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
13.11.2018

Члены кабинета отдали распоряжение армии продолжить необходимые действия в Газе

Около семи часов продолжалось в "Кирие" заседание военно-политического кабинета,...
Израиль
13.11.2018

Хроника боевых действий в Газе. День второй

С обеих сторон есть погибшие и десятки раненых. Израиль пока не заявляет о начале полномасштабной операции...
Израиль
13.11.2018

Ашкелон: погиб мужчина, два человека в тяжелом состоянии

По сообщению службы спасения, мужчина 60 лет был найден без признаков жизни.
Израиль
12.11.2018

Обстрел Ашкелона: более 20 пострадавших

С момента начала обстрелов уже более 44 человек доставлены в больницы. 
Израиль
12.11.2018

ЦАХАЛ опубликовал видео уничтожения здания хамасовского телеканала «Аль-Акса»

Пресс-служба ЦАХАЛа опубликовала видеозапись нанесения авиаудара по зданию в Газе, в котором размещалась...
В мире
В мире
12.11.2018

Палестинские соцсети: здание телеканала Аль-Акса полностью уничтожено

Палестинские социальные сети сообщают о том, что телеканал ХАМАСа аль-Акса...
В мире
11.11.2018

Нетаниягу — Равиду: мы не будем устраивать здесь CNN. ВИДЕО

Известный ненавистник премьер-министра Биньямина Нетаниягу Барак Равид, сумел добраться до...
В мире
11.11.2018

Нетаниягу встретился в Париже с Путиным

В кулуарах международного форума в Париже состоялась встреча лидеров Израиля и России,...
В мире
10.11.2018

Безумный твит Махмуда Ахмадинежада

Бывший президент Ирана Махмуд Ахмадинежад опубликовал твит который озадачил и его поклонников,...
Бизнес
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...
Бизнес
28.05.2018

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

Кнессет одобрил закон, согласно которому любая компания, представляющая услуги клиентам...
Бизнес
22.05.2018

Карта израильских стартапов по данным ЦСБ

Центральное статистическое бюро Израиля опубликовало данные о стартап-компаниях, действующих в стране в...
Наука и технологии
Наука и технологии
11.11.2018

К 2100 году лето в Израиле будет длиться шесть месяцев, — исследование

В Тель-Авивском университете предупреждают о колоссальных изменениях климата Средиземноморья...
Наука и технологии
27.10.2018

Удалось ли археологам найти следы библейского Исхода?

Новое открытие стоянок кочевников железного века в долине реки Иордан может помочь разрешить спор об...
Наука и технологии
14.10.2018

Искусственный интеллект и «глубокое обучение» смогут ускорить разработку лекарств

"Компьютер не умнее человека, но он может гораздо быстрее справиться с огромными объемами...
Наука и технологии
14.10.2018

Полное имя Иерусалима - на колонне эпохи Второго Храма

Надпись, помещенная в экспозицию Музея Израиля, доступна каждому ребенку, который может читать на иврите.​
Наука и технологии
7.10.2018

Исследователи из Техниона используют бактерию для лечения грибковой инфекции

Израильские исследователи нашли метод лечения грибковых инфекций, используя природные свойства...
Медицина
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.
Медицина
18.08.2018

В Израиле обнаружены комары-переносчики тяжелого заболевания

Опасные насекомые были выявлены в ходе проверок Минэкологии в ряде районов страны.
Деньги
Деньги
5.10.2018

Израиль и Германия договорились о повышении торгового оборота

Торговый оборот двух стран существенно вырос в 2017 году и достиг суммы в 7,8 миллиардов долларов, что...
Деньги
20.09.2018

Моше Кахлон и Эли Коэн продвигают программу ипотечной ссуды до 90%

Министр финансов Моше Кахлон и министр экономики Эли Коэн (“Кулану”) продвигают проект ипотеки в размере...
Деньги
14.09.2018

Конгресс США утвердил закон о десятилетней оборонной помощи Израилю

Цель закона - защитить договор о помощи от бюджетных конфликтов в будущем вне зависимости от состава Конгресса или личности...
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.
Культура
Культура
26.10.2018
 Ариэль Бульштейн

20 фактов о евреях Дании

Из лего можно собрать настоящую сукку
Культура
18.10.2018

Женатый начальник

Можно ли уводить чужих мужей и жен?
Культура
11.10.2018

Супружеская измена

Супружеская измена: распознать и обезвредить!
Культура
4.10.2018

Смена пола

Люди, которые меняют пол. Кто они, через что проходят, и как к ним относимся мы?
Публицистика
Публицистика
13.11.2018
 Гарри Резниковский

Хамула от денег не откажется

Послушал комментаторов. Ощущение, что события на юге - это "продолжение...
Публицистика
13.11.2018
 Юрий Фридман-Сарид

Об эскалации вокруг сектора Газы

Как известно, все последние месяцы ХАМАС старательно провоцирует...
Публицистика
11.11.2018
 Юрий Фридман-Сарид

Обучающий руки мои бою...

Тренируюсь у себя во дворике. С двумя ножами, излюбленным обратным хватом,...
Публицистика
11.11.2018
 Мордехай Кейдар

Стражи Залива

Рост иранской угрозы наряду с маргинализацией темы палестинских арабов превратили...
Публицистика
9.11.2018
 Игорь Гиндлер

Взаимная очистка политических конюшен

И демократы, и республиканцы руками своих политических противников очистили...
Репатриация
Репатриация
4.10.2018

В Израиль прибыли 300 репатриантов из Украины

Около 300 репатриантов из Украины приземлились 4 октября в аэропорту имени Бен-Гуриона. Рейсы были организованны Фондом Дружбы.
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 из Украины на борту. Все рейсы организованы...
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 суровую денежную реальность, теперь...
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 недели на 17 рейсах, организованных Фондом дружбы во...
Юмор
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
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.