Pesquisadores da Université de Montréal criaram uma nanoantena para monitorar os movimentos das proteínas. Reportado esta semana em Métodos da Natureza , o dispositivo é um novo método para monitorar a mudança estrutural das proteínas ao longo do tempo – e pode ajudar muito os cientistas a entender melhor as nanotecnologias naturais e projetadas pelo homem.
“Os resultados são tão empolgantes que estamos atualmente trabalhando na criação de uma empresa iniciante para comercializar e disponibilizar essa nanoantena para a maioria dos pesquisadores e a indústria farmacêutica”, disse Alexis Vallée-Bélisle, professor de química da UdeM, autor sênior do estudo.

Uma antena que funciona como um rádio bidirecional

Há mais de 40 anos, pesquisadores inventaram o primeiro sintetizador de DNA para criar moléculas que codificam informações genéticas. "Nos últimos anos, os químicos perceberam que o DNA também pode ser empregado para construir uma variedade de nanoestruturas e nanomáquinas", acrescentou o pesquisador, que também detém a Cátedra de Pesquisa do Canadá em Bioengenharia e Bionanotecnologia.

"Inspirados pelas propriedades 'Lego-like' do DNA, com blocos de construção que são tipicamente 20.000 vezes menores que um cabelo humano, criamos uma nanoantena fluorescente baseada em DNA, que pode ajudar a caracterizar a função das proteínas", disse ele.

"Como um rádio bidirecional que pode receber e transmitir ondas de rádio, a nanoantena fluorescente recebe luz em uma cor ou comprimento de onda e, dependendo do movimento da proteína que detecta, transmite a luz de volta em outra cor, que podemos detectar. "

Uma das principais inovações dessas nanoantenas é que a parte receptora da antena também é empregada para detectar a superfície molecular da proteína estudada via interação molecular.

Uma das principais vantagens de usar o DNA para projetar essas nanoantenas é que a química do DNA é relativamente simples e programável", disse Scott Harroun, estudante de doutorado em química da UdeM e primeiro autor do estudo.

"As nanoantenas baseadas em DNA podem ser sintetizadas com diferentes comprimentos e flexibilidades para otimizar sua função", disse ele. "Pode-se facilmente anexar uma molécula fluorescente ao DNA e, em seguida, anexar essa nanoantena fluorescente a uma nanomáquina biológica, como uma enzima.

“Ao ajustar cuidadosamente o design da nanoantena, criamos uma antena de cinco nanômetros de comprimento que produz um sinal distinto quando a proteína está desempenhando sua função biológica”.

As nanoantenas fluorescentes abrem muitos caminhos interessantes em bioquímica e nanotecnologia, acreditam os cientistas.

"Por exemplo, fomos capazes de detectar, em tempo real e pela primeira vez, a função da enzima fosfatase alcalina com uma variedade de moléculas biológicas e drogas", disse Harroun. "Esta enzima tem sido implicada em muitas doenças, incluindo vários tipos de câncer e inflamação intestinal.

“Além de nos ajudar a entender como as nanomáquinas naturais funcionam ou funcionam mal, consequentemente levando a doenças, esse novo método também pode ajudar os químicos a identificar novas drogas promissoras, bem como orientar os nanoengenheiros para desenvolver nanomáquinas aprimoradas”, acrescentou Dominic Lauzon, coautor do livro. o estudo fazendo seu Ph.D. em química na UdeM.

Um avanço principal possibilitado por essas nanoantenas é também sua facilidade de uso, disseram os cientistas.

“Talvez o que mais nos empolgue seja a percepção de que muitos laboratórios ao redor do mundo, equipados com um espectrofluorômetro convencional, poderiam empregar essas nanoantenas para estudar sua proteína favorita, como identificar novos medicamentos ou desenvolver novas nanotecnologias”, disse Vallée. -Bélisle. + Explorar mais

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