کنترل عملکرد پروتئین با نانوساختارها

تحقیقات اخیر در موسسه پلی تکنیک رانسلر نشان می‌دهد که پروتئین‌ها چگونه در بدن با نانوذرات برهمکنش می‌دهند. پژوهشگران ابزار جدیدی برای تعیین جهت‌گیری پروتئین‌ها روی نانوساختارها ارائه کردند. این کشف گام بزرگی به‌سوی کنترل جهت‌گیری، ساختار و عملکرد پروتئین‌ها در بدن، تحت تاثیر نانومواد است.

تحقیقات اخیر در موسسه پلی تکنیک رانسلر نشان می‌دهد که پروتئین‌ها چگونه در بدن با
نانوذرات برهمکنش می‌دهند. پژوهشگران ابزار جدیدی برای تعیین جهت‌گیری پروتئین‌ها
روی نانوساختارها ارائه کردند. این کشف گام بزرگی به‌سوی کنترل جهت‌گیری، ساختار و
عملکرد پروتئین‌ها در بدن، تحت تاثیر نانومواد است.

جاناتان دوردیک، از مرکز زیست فناوری در موسسه رنسلر می‌گوید تاکنون اطلاعات اندکی
درباره چگونگی برهمکنش پروتئین‌ها با سطوح نانومقیاس به‌دست آمده است. هارد ایسرمن
، استاد مهندسی زیست شناسی این مرکز می‌گوید درک بهتر چگونگی برهمکنش پروتئین با
سطح می‌تواند ما در طراحی بهتر پروتئین‌ها یاری کند با این کار ما قادر خواهیم بود
که کارهای مختلفی را در بدن انجام دهیم.

 

پژوهشگران به‌دنبال این هستند که از فناوری نانو در حوزه‌های مختلف استفاده کنند،
برای مثال از ساخت حسگرهای زیستی برای شناسایی سرطان تا داربست‌هایی برای رشد بافت
و ارگان‌های بدن می‌توان از فناوری نانو بهره گرفت. چنین فناوری می‌تواند مشمول
برهمکنش میان مواد نانومقیاس غیرزیستی و سلول‌های زیستی باشد. این برهمکنش‌ها توسط
پروتئین‌ها در سطح تماس دو ماده کنترل می‌شود. در چنین سطح کوچکی، هر تغییری در
ساختار ماده می‌تواند موجب تغییر پروتئین شود و در نهایت نوع برهمکنش میان سلول‌های
بدن و نانوماده را تحت تاثیر قرار دهد. در واقع پروتئین‌ها، به‌عنوان پیچیده‌ترین
مولکول‌ها بدن، به سرعت تغییر ساختار و جهت‌گیری داده و در نتیجه برهمکنش آنها با
نانومواد و دیگر مولکول‌ها نیز دچار تغییر می‌شود. محققان معتقدند که کنترل جهت‌گیری
و ساختار پروتئین‌ها از طریق برهمکنش با مولکول‌های دیگر برای استفاده در زیست
فناوری نوین بسیار حائز اهمیت است.

ریچارد سیگل از محققان این پروژه می‌گوید در طول دهه گذشته ما آموخته‌ایم که چگونه
نانوموادی با ساختار کنترل شده تولید کنیم همچنین ما دریافتیم که چگونه این مواد با
سلول‌ها برهمکنش مثبت ‌می‌دهند. با درک بهتر برهمکنش میان پروتئین و نانومواد ما در
آینده خواهیم توانست از این برهمکنش در بخش درمان بیماری‌ها استفاده کنیم. برای
مثال می‌توان از این سیستم برای تولید نانوکامپوزیت‌های مختلف استفاده کرد.

محققان در این پروژه دریافتند که اندازه و انحناء سطوح نانومقیاس می‌تواند جهت‌گیری
پروتئین‌های قرار گرفته روی سطح را دستخوش تغییر کند و در نتیجه پایداری آنها را
تغییر دهد. همچنین آنها دریافتند که نانوساختارهایی که دارای سطوح با انحناء بسیار
کوچک هستند منجر به پایدارتر شدن پروتئین‌ها می شوند در حالی که در نانوساختارهایی
با انحنا بزرگ این پایداری کمتر است.

نتایج این تحقیق در نشریه Nano Letters به چاپ رسیده است.