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
Наука и технологии
19.04.2017

Израильские ученые: первые океаны Земли были кислыми

Исследователи Института Вейцмана предполагают, что щелочные элементы появились позже

Лента новостей:

Израиль
Израиль
22.07.2018

«Забастовка ЛГБТ сообщества»: 60 тысяч человек пришли на митинг на площади Рабина

На площади Рабина перед мэрией Тель-Авива проходит митинг, организованный...
Израиль
22.07.2018

Друзы требуют отменить ряд положений Закона о еврейском характере государства

Соответствующую петицию в БАГАЦ подписали депутаты и от партий, входящих...
Израиль
22.07.2018

Солдатам ЦАХАЛа запретили протестовать вместе с геями

Руководство Армии обороны Израиля приказало военнослужащим не участвовать в демонстрациях представителей ЛГБТ-сообщества,...
Израиль
22.07.2018

В Израиле накрыли сеть репатриантов-сутенеров

Разрешена к публикации информация о вскрытии крупной международной сети по принуждению к проституции в Израиле. 
Израиль
22.07.2018

Израиль простился с бойцом «Гивати» Авивом Леви, убитым на границе Газы

В Петах-Тикве прошли похороны 20-летнего старшего сержанта Авива Леви – бойца бригады "Гивати", убитого...
В мире
В мире
19.07.2018

Цукерберг: мы ничего не имеем против отрицателей Холокоста в соцсети

По мнению главы "Фэйсбука", банить людей за контент, с которым кто-то не согласен, нельзя.
В мире
18.07.2018

Американская журналистка обвинила Литву за героизацию ее деда-нациста

"Мой дед не был героем в борьбе с нацизмом – он был жестоким коллаборационистом".
В мире
18.07.2018

Израильских туристов хотели линчевать в Индии

После драки с местными жителями в индийском городе Манали израильских туристов едва не линчевали.
Бизнес
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...
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
11.07.2018

Полиция будет следить за израильскими водителями при помощи БПЛА

Полиция Израиля начала использовать мини-БПЛА для контроля за ситуацией на дорогах и выявления нарушителей.
Наука и технологии
3.07.2018

Израильские ученые придумали самый маленький в мире искусственный нос

Молекулярный нано-нос может найти широкое применение в микробиологии и разработке новых лекарственных средств.​
Медицина
Медицина
18.07.2018

Иранский телеканал выдал российское оружие за израильское

Сирийское новостное агентство SANA сообщило, что в ходе контртеррористической операции, проводившейся правительственными...
Медицина
17.07.2018
 Юрий Моор

Ну, они тупые!

Нет, не американцы. Михаил Задорнов внушал эту ложь россиянам, чтобы те расслабились. На деле...
Медицина
3.07.2018

Рассеянный склероз: очень важно говорить о болезни!

Семь лет назад Лене был поставлен диагноз «рассеянный склероз». И теперь она вынуждена быть постоянным «клиентом» больницы РАМБАМ.  
Медицина
2.07.2018

Иран обвинил Израиль в краже дождевых облаков

Начальник иранского управления гражданской обороны Голамреза Джалали обвинил Израиль и некую "соседнюю страну" в развязывании климатической войны....
Медицина
2.07.2018

Австралия отказалась финансировать ПНА из-за пособий террористам

Правительство Австралии приняло решение заморозить финансовую помощь в размере 10 миллионов долларов,...
Деньги
Деньги
8.07.2018

Налоговое управление серьезно взялось за владельцев арендного жилья

Многие из тех, кто попал в сети налоговиков, долгие годы не считали необходимым отчитываться в Налоговое управление,...
Деньги
15.06.2018

Вернет ли государство штрафы водителям

11 июня сенсационная новость разнеслась по стране. Заместитель генпрокурора отдал распоряжение дорожной полиции провести всеобъемлющую проверку...
Деньги
5.06.2018

Солдаты-одиночки после демобилизации получат помощь в открытии своего бизнеса

Расширяется программа поддержки предпринимательства, действующая под эгидой министерства экономики, на демобилизованных...
Культура
Культура
5.07.2018

Детский сад особого риска

Что происходит пока родители на работе?
Культура
3.07.2018

Американцы грозят иском: Израиль «сплагиатил» песню, выигравшую «Евровидение»

Журналисты активно обсуждают, может ли подобный иск стать поводом для аннуляции победы.
Публицистика
Публицистика
20.07.2018
 Макс Лурье

К вопросу о нацхарактерах

Израилю постоянно приходится напоминать, что он и есть еврейское...
Публицистика
19.07.2018
 Александр Непомнящий

Короткой строкой

Принятие Основного закона о национальном характере государства стало необходимым ответом на непрекращающиеся попытки...
Публицистика
18.07.2018
 Евгений Липкович

Нахум-аптекарь

Лейзер Аптекарь был поэтом, чтобы хоть как-то прокормить семью, торговал книгами вразнос. Он родил...
Публицистика
17.07.2018
 Мордехай Кейдар

Конец иллюзиям

По мнению Запада, демократия - единственный способ управлять успешной и упорядоченной...
Публицистика
17.07.2018
 Кирилл Бузков

Почва и кровь

В связи с победой сборной Франции на ЧМ по футболу по Фейсбуку прошла волна невменяемых...
Репатриация
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 вчера и сегодня (понедельник и вторник) в аэропорт Бен-Гурион...
Репатриация
29.03.2018

В этом году в Иерусалиме: более 5200 репатриантов впервые отпразднуют Песах в Израиле

В канун праздника в Израиле приземлился рейс Фонда Дружбы с репатриантами из Франции на борту
Репатриация
27.02.2018

На праздник Пурим: 185 репатриантов приземлились в Израиле

185 репатриантов из Украины прибыли сегодня в Израиль на специальном рейсе, организованным Фондом дружбы.
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...