Из ДНК изготовили синтетические нанопоры
Ученые Орхусского университета создали синтетические ДНК-нанопоры, способные избирательно передавать макромолекулы белкового размера через двухслойные липидные структуры.
Первое секвенирующее устройство на основе ДНК-нанопор от Oxford Nanopore Technologies поступило в продажу в 2015 году, сообщает sciencedaily.com. В приборе использовался синтетический трансмембранный белок. Он позволял направлять нити ДНК через центральный просвет нанопоры, где изменение ионного потока играло роль сенсора отдельных оснований. Техника стала ключевой вехой в секвенировании. Прогресса удалось достичь после десятилетних исследований.
С этого момента ученые пытались расширить принцип и увеличить размер пор для работы с белками. Но серьезным барьером стало ограниченное понимание свойств искусственных протеинов. Новая альтернативная техника основана на скручивании ДНК в сложные структуры, так называемой 3D-оригами технике. Команда Орхусского университета впервые представила ее в 2009 году. ДНК-оригами, в отличие от белков, создавало беспрецедентные возможности для синтеза наноструктур, имитирующих существующие в природе комплексы.
Выводы нового исследования представлены в Nature Communications. Ученые сообщили о создании большой синтетической нанопоры из ДНК. Она может перемещать крупные, размером с белки молекулы между средами, разделенными двухслойной липидной структурой. Дополнительно, функциональная пропускная система пор позволяет улавливать присутствие незначительного количества вещества в растворе.
Использовав мощные оптические микроскопы, команда могла наблюдать за движением молекул сквозь отдельные нанопоры. Введя в них управляемые задвижки, ученые повысили избирательность каналов. Они продемонстрировали возможность биоулавливания молекулярного триггера в реальном времени без пометок.
Команда также включила в структуру управляемые закрылки. Это позволило точно вводить сигнальные молекулы в мембраны. В будущем механизм могут лечь в основу диагностических и терапевтических процессов.
