17:34 2024-03-25 science - citeste alte articole pe aceeasi tema
Comentarii Adauga Comentariu

_ Inele de nanotuburi ADN: Echipa de cercetare dezvoltă un bloc important pentru celulele artificiale

_ Inele de nanotuburi ADN: Echipa de cercetare dezvoltă un bloc important pentru celulele artificiale

În timpul diviziunii celulare, se formează un inel în jurul ecuatorului celular, care se contractă pentru a împărți celula în două celule fiice. Împreună cu cercetători din Heidelberg, Dresda, Tübingen și Harvard, profesorul Jan Kierfeld și Lukas Weise de la Departamentul de Fizică de la Universitatea TU Dortmund au reușit pentru prima dată să sintetizeze un astfel de inel contractil cu ajutorul nanotehnologiei ADN și să descopere mecanismul de contracție al acestuia. . Rezultatele au fost publicate în Nature Communications.

În biologia sintetică, cercetătorii încearcă să recreeze mecanisme cruciale ale vieții in vitro, cum ar fi diviziunea celulară. Scopul este de a putea sintetiza celule minime. Echipa de cercetare condusă de profesorul Kerstin Göpfrich de la Universitatea Heidelberg a reprodus acum inele contractile pentru diviziunea celulară folosind inele polimerice compuse din nanotuburi ADN.

Formarea unui inel care constrânge și separă celulele în diviziune este un pas important. în diviziunea celulară naturală. În natură, acest lucru se realizează printr-un mecanism de proteine: proteinele motorii alimentate de energia chimică din hidroliza ATP reunesc un inel de filamente ale proteinei actină. Adenozin trifosfat, sau ATP, este o moleculă care apare în toate celulele vii și furnizează energia pentru numeroase procese celulare.

Mecanismul de contracție a inelelor ADN dezvoltat de cercetători nu se mai bazează pe proteinele motorii alimentate de Hidroliza ATP. În schimb, atracția moleculară între segmentele de inel poate declanșa contracția inelelor polimerice.

Această atracție moleculară poate fi indusă în două moduri: fie prin reticulare a moleculelor cu două capete „lipioase” care pot conecta două segmente de polimer, sau prin intermediul interacțiunii de epuizare, în care polimerii sunt înconjurați de molecule „aglomerate” care presează segmentele împreună. Acest mecanism nu consumă energie chimică, ceea ce înseamnă că nicio sursă de energie nu trebuie să fie încorporată în celula sintetică pentru ca mecanismul să funcționeze.

Profesorul Jan Kierfeld, profesor de fizică teoretică și cercetătorul doctorat Lukas Weise lucrează la domeniul fizicii biologice. Ca parte a activității lor de cercetare, ei au dezvoltat o descriere teoretică și o simulare a dinamicii moleculare a mecanismului de contracție, care se potrivesc cu rezultatele experimentale ale partenerilor lor de cercetare.

În acest scop, au conceput metode speciale de simulare. ADN-ul sună la o scară realistă. Teoria și simularea fac posibilă explicarea cantitativă a modului în care inelele polimerice se formează și se contractă.

„Acest lucru înseamnă că suntem capabili nu numai să prezicem că o concentrație crescută de molecule „aglomerate” va face inelul mai mic, dar de asemenea, cu cât mai mic”, spune profesorul Kierfeld. În acest fel, este posibil să se determine modul în care diametrul inelului ADN poate fi controlat cu precizie, ceea ce este foarte semnificativ pentru aplicațiile viitoare ale inelelor contractile în biologia sintetică.

Mecanismele de diviziune celulară reprezintă un pas important. spre o celulă artificială, a cărei construcție facilitează o mai bună înțelegere a mecanismelor funcționale ale celulelor naturale și, astfel, a fundamentelor vieții.

(Fluierul)

Inapoi