torstai 22. marraskuuta 2012

Tutkijat valmistivat DNA:sta luonnollisen kaltaisia synteettisiä solukalvokanavia


Münchenin teknillisen yliopiston ja Michiganin yliopiston tutkijat ovat osoittaneet, että synteettisiä solukalvokanavia voidaan valmistaa DNA-nanotekniikalla. Aiheesta kertova tutkimus on julkaistu Science-tiedelehdessä.


DNA-nanotekniikassa käytetään DNA-molekyylejä ohjelmoitavina rakennuspalikoina, joista voidaan suunnitella halutunlaisia itsestään kokoontuvia nanomittakaavan rakenteita. Tutkijoiden mukaan heidän suunnittelemansa luonnollisen kaltaiset nanokanavat voivat myös toimia solun ionikanavien tavoin. Solun ionikanavat ovat luonnon yleisimpiä ja tärkeimpiä nanokoneita.

Solukalvo koostuu kahdesta vastakkaisesta fosfolipidikerroksesta ja se ympäröi kaikkien eliöiden soluja. Solukalvo eristää tehokkaasti solun sisäosan ympäristöstä. Solukalvossa putkimaisia proteiinirakenteita (mm. ionikanavat, ionipumput), joita pitkin solun ja ympäristön aineenvaihdunta ja informaation välitys tapahtuu.

Solun ionikanavien inspiroimana suunniteltu synteettinen solukalvokanava koostuu 42 nanometrin pituisesta ja 2 nm paksusta neulamaisesta varresta, joka on osittain suojattu tynnyrimäisellä suojuksella. Kolestroliyksiköistä koostuva rengas suojuksen reunassa auttaa laitetta ankkuroitumaan solun lipidikalvoon, jolloin rakenteen varsiosa läpäisee kalvon muodostaen kanavan, joka näyttää toimivan oikean kanavan tavoin.

Kokeet ovat osoittaneet, että synteettisen kanavan sähköiset ominaisuudet ovat verrattavissa solun omien ionikanavien ominaisuuksiin, jolloin ne voisivat toimia jänniteohjattuina portteina. Lisäksi näyttää siltä, että kalvojen välistä sähkövirtaa voitaisiin säätää kanavan hienorakennetta muuttamalla.

"Saattaisi olla myös mahdollista jäljitellä ionipumppuja, kuljetusproteiineja ja kiertomoottoreita, kuten ATPta tuottavaa ATP-syntaasia," sanoo professori Hendrik Dietz. "Rakastan tätä ajatusta. Se pitää minut liikkeessä."

Tutkijat ovat siis osoittaneet, että älykkään suunnittelun keinoin voidaan valmistaa jäljitelmiä solun nanokoneista. Ja hienosäätämällä ne voitaisiin saada toimimaan jopa alkuperäiskappaleiden tavoin. Voidaanko tämän perusteella päätellä, että kokonaisen solun voisi suunnitella ja rakentaa, jolloin ei tarvitsi turvautua aina niin epävarmaan satunnaisprosessiin?

Karvakuono kuitenkin ihmettelee sitä, miten synteettisesti valmistettu nanokone osattaisiin erottaa ohjaamattoman prosessin tuottamasta nanokoneesta, ilman että niiden alkuperä sotkettaisiin? Joku asiasta tietämätönhän saattaisi erehtyä luulemaan synteettistä jäljitelmää sattumalta syntyneeksi. Kyllä silloin alaansa rakastavat professorit ja insinöörit olisivat käärmeissään.


Lähde:

http://www.eurekalert.org/pub_releases/2012-11/tum-rbs112012.php

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti