蒙特利爾大學研究人員創造了一種納米天線來監測蛋白質的運動。上周在《自然方法》雜誌上報道，該裝置是一種監測蛋白質隨時間變化的新方法。它可能會在很大程度上幫助科學家更好地理解自然和人類設計的納米技術。
40多年前，研究人員發明了第一台DNA合成器，用於製造編碼遺傳信息的分子。近年來，化學家們已經意識到，DNA也可以被用來建造各種納米結構和納米機械。受DNA“樂高”特性的啟發，其構建模塊通常比人類頭髮小2萬倍。研究人員創造了一種基於DNA的熒光納米天線，它可以幫助描述蛋白質的功能。
就像一個既能接收又能發射無線電波的雙向收音機一樣，熒光納米天線接收一種顏色或波長的光，根據它感應到的蛋白質運動，然後把另一種顏色的光發射回去，讓儀器可以檢測到。這些納米天線的主要創新之一是，天線的接收部分也被採用，通過分子相互作用來感應所研究蛋白質的分子表面。
使用DNA來設計這些納米天線的主要優勢之一是DNA化學相對簡單且可編程，基於DNA的納米天線可以用不同的長度和靈活性進行合成，以優化其功能。人們可以很容易地將一個熒光分子附在DNA上，然後將這個熒光納米天線附在生物納米機械上，如酶。通過仔細調整納米天線的設計，研究人員已經創造了5個納米長的天線，當蛋白質執行其生物功能時，會產生一個明顯的信號。
科學家們認為，熒光納米天線在生物化學和納米技術方面開闢了許多令人興奮的途徑。例如，研究人員能夠實時並首次檢測鹼性磷酸酶與各種生物分子和藥物的功能。這種酶與許多疾病都有關係，包括各種癌症和腸道炎症。除了幫助科學家了解天然納米機械如何運作或失靈，從而導致疾病之外，這種新方法還可以幫助化學家確定有前途的新藥物，以及指導納米工程師開發改進的納米機械。
科學家們說，這些納米天線帶來的一個主要進展是它們的易用性。世界各地的許多實驗室配備了傳統的分光熒光儀，可以很容易地使用這些納米天線來研究他們最喜歡的蛋白質。