Многие белки могут проводить ток при определенных условиях

Ученые из Университета штата Аризона рассмотрели недавно открытую способность белков проводить электричество. Команда пришла к выводу, что определенные условия активируют это свойство у многих протеинов.

Исследование было проведено группой Стюарта Линдсея, сообщает sciencedaily.com. Открытие позволит вживлять разнообразные ферменты прямо в микросхемы, уверены авторы. Особый интерес представляет пропуск тока через ДНК-полимеразу. Процесс поможет ускорить секвенирование генома человека.

Выводы проекта представлены в ACS Nano.

Авторы подключили полимеразу к паре электродов и наблюдали электрические пики, указывающие на присоединение и выделение целевых ДНК-нуклеотидов. До недавнего времени считалось, что белки блокируют ток. Открытые свойства предполагают возможность переключения между изолятором и проводником при определенных условиях. Причиной такого странного поведения может оказаться квантовая критичность.

В прошлом исследовании Линдсей продемонстрировал сильную электропроводность белка. Для опытов его подключили через активные участки, взаимодействующие с молекулами. В этот раз электроды подключили к другим зонам, сохранив нормальные функции полимеразы.

Команда описала технику генерирования сильных проводящих сигналов с помощью специализированных присоединяющихся химикатов, биотина и стрептавидина. Активация одного электрода вызывала небольшие скачки тока при последовательном захвате и выделении полимеразой каждого нуклеотида. Подключение обоих элементов усилило сигналы в 3-5 раз.

Линдсей уже некоторое время рассматривал возможность использования полимеразы для быстрого секвенирования ДНК. Он пытался реализовать концепцию, пропуская генетический материал через узкие трубки. В новом исследовании использовался альтернативный подход, основанный на внутренних механизмах полимеразы.

Авторы признают, что система нуждается в улучшении. Необходимо правильно создать участки соединения, чтобы предотвратить контакт фермента с электродами. Также требуется отделять сигналы реакций с каждым основанием ДНК от фоновых шумов. Линдсей уверен, что эту проблему удастся решить, поместив полимеразу в изолированный чип, обездвиживающий фермент.