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
13.02.2019

Израильские ученые нашли «родник молодости» иммунной системы

Эксперименты на мышах показали эффективность разрабатываемого медикамента в выведении стареющих...
Наука и технологии
14.08.2018

Израильские ученые Института Вейцмана успешно смоделировали поведение муравьев

Исследователи Института Вейцмана сначала разработали математическую модель поведения...
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
19.04.2019

Демократы США борются за гуманитарную помощь палестинцам

Шесть сенаторов-демократов представили резолюцию о восстановлении американской гуманитарной помощи палестинцам на Западном...
Израиль
19.04.2019

Израиль герметично закрыл территории на время Песаха

Разрешение на въезд в Израиль будет выдаваться в исключительных случаях.
Израиль
18.04.2019

Палестинцы угрожают гостям и участникам «Евровидения»

В палестинских социальных ресурсах опубликована видеозапись с угрозами осуществления террористической атаки, целью которой может стать...
Израиль
18.04.2019

100 дней Кохави: разработан новый план развития армии

Он разрабатывался при непосредственном участии нового начгенштаба.
Израиль
17.04.2019

Опубликованы окончательные результаты выборов в Кнессет 21-го созыва

Кнессет 21-го созыва будет приведен к присяге 30 апреля и начнет свою работу еще до того, как будет сформирована...
В мире
В мире
21.04.2019

Экзит-поллы: президентом Украины будет Владимир Зеленский

Во втором туре выборов президента Украины Владимир Зеленский получил 72,7% голосов Избирателей,...
В мире
21.04.2019

Профессор химии в США задал студентам рассчитать дозу газа для евреев

В Университете США проводят расследование по факту того, что профессор...
В мире
21.04.2019

После интервью израильского генерала в России заявили о бессилии Израиля перед С-300

Постракетный синдром? Российские эксперты дружно говорят об израильской браваде.
В мире
21.04.2019

Теракт на Шри-Ланке: 500 раненых, сотни погибших

На Шри-Ланке прогремели шесть взрывов в христианских прихода во время пасхальных молитв.
В мире
20.04.2019

Роджер Уотерс призвал Мадонну бойкотировать «Евровидение» в Тель-Авиве

Уотерс: "Решение провести конкурс в Израиле является "предательством объединенного человечества".
Бизнес
Бизнес
11.02.2019

Amazon и Ebay внедряют скидки для израильтян

Мировые торговые компании Amazon и eBay ведут переговоры с ведущими израильскими банками о создании специальных скидок для израильтян, которые хотят совершать...
Бизнес
29.01.2019

Крупнейшая инвестиция: Intel вложит в Израиль 40 миллиардов

Министр финансов Израиля Моше Кахлон заявил, что американский гигант вложит в израильские операции 40 миллиардов...
Бизнес
20.01.2019

Харьковская область поставит израильтянам кошерное масло

Украинские производители подсолнечного масла готовы поставить в Израиль партию кошерной продукции...
Наука и технологии
Наука и технологии
16.04.2019

В Израиле впервые найден золотой солид императора, распустившего Синедрион

Четверо учеников девятого класса школы "а-Эмек а-Маарави" в Изреэльской долине, занимавшихся ориентированием...
Наука и технологии
14.04.2019

Израильтяне создадут в Швеции электродорогу за $ 12,5 млн

Израильская технологическая Electreon Wireless компания была выбрана шведским правительством для...
Наука и технологии
14.04.2019

Очередной сбой Instagram, Facebook и WhatsApp ощущается и в Израиле

В воскресенье, 14 апреля, у миллионов пользователей социальных сетей Instagram и Facebook, а также сервиса WhatsApp, возникли проблемы...
Медицина
Медицина
27.03.2019

«Ликуд» потребовал срочно расследовать «Дело 50.000.000», Ганц заявил, что Нетаниягу ему наскучил

Партия "Ликуд" провела специальную пресс-конференцию, в ходе которой потребовала немедленно...
Медицина
10.03.2019

Израильские ученые установили: роды после 50 лет не более опасны, чем после 40

Такой вывод был сделан на основании результатов анализа сотен тысяч "карт беременности"....
Деньги
Деньги
31.03.2019

Банк Израиля критикует «Цену для новосела»

Банк Израиля в очередной раз выражает сомнения в эффективности методов борьбы Моше Кахлона с жилищной проблемой.
Деньги
4.02.2019

БАГАЦ постановил: табак будет стоить на 25-50 шекелей дороже

В последние годы сотни тысяч израильских курильщиков переключились на табак - из-за драконовских налогов на сигареты. Налог...
Деньги
29.01.2019

Нет выбора - в Израиле поднимут налог на здравоохранение

Моше Бар Симан Тов, генеральный директор министерства здравоохранения, заявил об этом в интервью порталу ynet.
Деньги
27.01.2019

Выполнена программа увеличения пособий по старости репатриантам

На этой неделе будет осуществлен третий этап пенсионной реформы партии «Наш дом Израиль», предусматривающий выплату надбавки...
Культура
Культура
28.03.2019

Долгожданный хоррор «Мы» уже в Израиле

Премьера долгожданного хоррора от мастера ужасов Джордана Пила "МЫ" в кинотеатрах Израиля на русском языке.
Культура
21.03.2019

Магические ритуалы - правда или обман?

Можно ли с помощью магии сохранить семью? А разрушить?.. Или же колдуны и ведуньи - обычные шарлатаны? Будем разбираться! 
Культура
21.03.2019

Встречайте – ДиДюЛя!

Впервые в Израиле! Гитарист-виртуоз ДиДюЛя с большим незабываемым шоу "The Best". Музыкальная история группы за 15...
Культура
19.03.2019

Праздник Пурим 2019 - 5779

Пурим, который отмечает чудесное спасение евреев от угрозы геноцида, традиционно символизировал...
Культура
18.03.2019

Психолог Михаил Лабковский собирается посетить Израиль

1 Апреля 2019 в Тель-Авиве пройдет лекция известного психолога Михаила...
Публицистика
Публицистика
18.04.2019
 Юлия Латынина

О женщинах и свободе

Новый феминизм вместо равноправия обещает право требовать компенсацию за первородный грех
Публицистика
17.04.2019

Почему периферия опять выбрала Биби

Ведущая эту беседу со своими друзьями-оппонентами пожелала остаться анонимной. Лора...
Публицистика
16.04.2019
 Александр Непомнящий

Трусливая недальновидность

Нотр-Дам был символом Франции, да, пожалуй, целой Европы, и всей...
Репатриация
Репатриация
26.03.2019

Около 250 репатриантов из Украины приземлились в Израиле

Репатрианты селятся на границе с Газой, несмотря на напряженную ситуацию на юге страны
Репатриация
25.02.2019

В память о покойном раввине Экштейне: 243 репатрианта прибыли в Израиль

Дело раввина Экштейна продолжает жить: 243 репатрианта из Украины приземлились в Израиле сегодня утром....
Репатриация
24.02.2019

«Сохнут»: в 2018 году в Израиль прибыли почти 30 тысяч новых репатриантов

По данным Еврейского агентства, за 2018 год в Израиль совершили алию свыше 29.600 человек – на 5% больше, чем...
Репатриация
29.01.2019

Для евреев-репатриантов из Украины выделили отдельный авиарейс

В понедельник 250 украинских евреев прилетели в Израиль. Многие из них спасаются от вооруженного конфликта на востоке Украины.
Репатриация
3.01.2019

Больше половины новых репатриантов в 2018 году – не евреи

Прирост населения за счет приезжих был следующим: 12.600 евреев и 17.700 не евреев.
Юмор
Юмор
3.03.2019
 Ян Каганов

Недостающее вставить

Лента полна платных реклам рвущихся в Кнессет Полыхаевых и дешёвых (ой, то есть, бесплатных) статусов...
Юмор
30.01.2019
 Олег Юсупов

Демократы исламского мира будут наблюдать за выборами в Израиле

Оплоты демократии — Алжир, Египет, Иордания, Ливан, Марокко, Палестинская национальная администрация,...
Юмор
18.01.2019
 Олег Юсупов

От неподъемных налогов треть американцев бегут в Россию

Куда приведёт Соединённые Штаты массовое бегство из страны? К развалу Империи? К...
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 всякие запреты...