رصد تعامل نانوساختارهای DNA با غشای لیپیدی برای اولین بار
آجاک: محققان مؤسسه علوم توکیو با بهره گیری از فناوری دقیق QCM-D، برای اولین بار جزئیاتی بی سابقه از نحوه تعامل نانوساختارهای DNA با غشاهای لیپیدی سلول را آشکار کردند. این یافته ها می توانند به توسعه سلول های مصنوعی، سنسورهای زیستی و سیستم های هدفمند رسانش دارو کمک کنند.
به گزارش گروه علمی ایرنا از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، این یافته ها می توانند به توسعه سلول های مصنوعی، سنسورهای زیستی و سیستم های هدفمند رسانش دارو کمک کنند.
پژوهشگران مؤسسه علوم توکیو (Science Tokyo) موفق شده اند با بهره گیری از فناوری پیشرفته QCM-D، جزئیاتی بی سابقه از نحوه تعامل نانوساختارهای DNA با غشاهای لیپیدی سلول را آشکار کنند. این یافته ها می توانند کاربردهای گسترده ای در توسعه سلول های مصنوعی، سیستم های هدفمند رسانش دارو و سنسورهای زیستی هوشمند داشته باشند.
غشاهای لیپیدی، لایه های نازک و انعطاف پذیری هستند که سلول ها را احاطه کرده اند. این غشاها را می توان برای اهداف درمانی و زیستی مهندسی کرد؛ به عنوان مثال، با تنظیم نفوذپذیری غشا یا افزودن مولکول های سیگنال دهنده می توان اثربخشی رسانش داروها را افزایش داد.
در سالیان اخیر، نانوساختارهای DNA به عنوان ابزارهایی نوظهور در این زمینه مطرح شده اند. این ساختارها که با افزودن گروههای آب گریز نظیر کلسترول قابلیت لنگرگیری در درون غشای لیپیدی را می یابند، می توانند خاصیت های مکانیکی و عملکردی غشا را دگرگون سازند.
در مطالعه ای که ۱۵ آوریل ۲۰۲۵ در نشریه Nanoscale انتشار یافت، تیمی از محققان به سرپرستی توموهیرو هایاشی و همکاری دانشجوی دکتری زوگویی پنگ و پروفسور تورو یاگی، برای اولین بار از فناوری میکروترازو با پایش اتلاف انرژی (QCM-D) برای رصد این تعاملات استفاده کردند.
QCM-D به پژوهشگران اجازه می دهد که با دقت بالا، تغییرات جرم و خواص ویسکوالاستیک (چسبندگی و کشسانی) لایه های مولکولی جذب شده روی سطح را اندازه گیری کنند؛ اطلاعاتی که از روش های نوری متداول قابل استخراج نیست.
رفتار متفاوت نانوحفره های DNA با یک یا سه لنگر کلسترولی
در این مطالعه، رفتار دو نوع نانوحفره DNA (DNP) بررسی شد: DNP-۱C با یک گروه کلسترول و DNP-۳C با سه گروه کلسترول
هر دو نوع به سرعت به غشاهای مدل متصل شدند، اما رفتار طولانی مدت آنها اختلاف فاحشی داشت. DNP-۱C یک لایه نرم و پایدار روی سطح غشا ایجاد کرد، در صورتیکه DNP-۳C با گذشت زمان به تدریج متراکم و سخت شد و همزمان به آرامی وارد لایه لیپیدی غشا شد.
پژوهشگران دریافتند که پروسه ادغام DNP-۳C با غشا بالاتر از ۱۰ ساعت ادامه می یابد؛ پدیده ای که بنظر می رسد به برهم کنش گروههای کلسترول آزاد با نانوحفره های شناور ارتباط داشته باشد. این برهم کنش ها سبب خوشه بندی و تسهیل ادغام تدریجی ساختارهای DNA در غشا می شود.
یکی دیگر از نتایج جالب این مطالعه، نقش ترکیب بستر پشتیبان غشا بود. غشاهایی که روی سطح پوشیده از پلی اتیلن گلایکول (PEG) قرار داشتند، ادغام سریع تری از DNP-۳C نشان دادند، در صورتیکه زمینه های سیلیکون اکسید (SiO₂) با بار منفی و فاصله کمتر از غشا، مانع این ادغام شدند.
به گفته هایاشی، این مطالعه اولین کاربرد QCM-D در بررسی نانوساختارهای DNA بر بستر غشاهای لیپیدی است و راه را برای درک بهتر تعاملات پیچیده میان نانو و زیست مولکول ها هموار می سازد.
این یافته ها می توانند توسعه نسل جدیدی از سیستم های زیست فناورانه همچون سلول های مصنوعی با قابلیت های تعریف شده زیستی، نانوحسگرهای هوشمند برای تشخیص بیماری در لحظه و ناقل های هدفمند دارو با دقت بالا در بافت هدف شتاب ببخشند.
منبع: آجاك
این مطلب آجاک را پسندیدید؟
(0)
(0)
تازه ترینهای مرتبط
نظرات بینندگان در این باره