نانولوله‌ها فعالیت آنزیم‌ها را پایش می‌کنند

محققان در دانشگاه کالیفرنیا با متصل کردن یک آنزیم به یک نانولوله کربنی، موفق به پایش جزئیات بی‌سابقه‌ای از رفتار آن شده‌اند. این تکنیک یک راه کاملا جدید برای مطالعه مولکول‌های زیستی است و ممکن است برای دسته‌ای از کاربردها در پزشکی مفید باشد. بعضی از این کاربردها شامل بررسی زیست‌مولکول‌های استفاده شده در بیماری‌های متنوع یا برای ساخت داروهای جدید در آینده، می‌باشد.

محققان در دانشگاه کالیفرنیا با متصل کردن
یک آنزیم به یک نانولوله کربنی، موفق به پایش جزئیات بی‌سابقه‌ای از رفتار
آن شده‌اند. این تکنیک یک راه کاملا جدید برای مطالعه مولکول‌های زیستی است
و ممکن است برای دسته‌ای از کاربردها در پزشکی مفید باشد. بعضی از این
کاربردها شامل بررسی زیست‌مولکول‌های استفاده شده در بیماری‌های متنوع یا
برای ساخت داروهای جدید در آینده، می‌باشد.
 
این افزاره لیزوزیمی که شامل این مولکول و مدار نانولوله کربنی متصل به یک
بستر است.
این تکنیک جدید بوسیله فیلیپ کولینز و
همکارانش ابداع شده است. این محققان نشان داده‌اند که قادر به مشاهده
تغییرات در شکل یک مولکول لیزوزیم با اتصال آن به یک ترانزیستور اثر میدانی
نانولوله کربنی، هستند. لیزوزیم را می‌توان در اشک‌ها و بزاق دهان (از بین
دیگر سیال‌هایی که بطور طبیعی وجود دارند) پیدا کرد و باکتری‌های مضر در
بدن را با تجزیه دیوارهای سلولی این میکروارگانیسم‌ها از بین می‌برند.
کولینز توضیح داد: “این آنزیم مولکول خیلی کوچکی (بین ۵ و ۷ نانومتر) است
که تقریبا ۱۰۰ برابر کوچک‌تر ار طول موج نور است. بنابراین دیدن آن با هیچ
نوعی از میکروسکوپ نوری ممکن نیست.”
 
مولکول لیزوزیم روی یک نانولوله کربنی.
این گروه تحقیقاتی ابتدا مولکول‌های لیزوزیم خالص را به ترانزیستورهای
نانولوله کربنی متصل کرد. آنها سپس در یک محلول نمکی دما – اتاق حاوی انواع
مختلفی از باکتری‌ها، عبور جریان از این افزاره را پایش کردند. بدلیل اینکه
این آنزیم با شروع برهم‌کنش با باکتری‌ها تغییرشکل می‌دهد و حرکت می‌کند،
این تکنیک عمل می‌کند. این تغییرات عبور جریان در سرتاسر این ترانزیستور را
تحت تاثیر قرار می‌دهد.

کولینز گفت: “تغییرات جریان در سرتاسر این ترانزیستور است که به ما نشان می‌دهد
که لیزوزیم در هر لحظه چه کاری انجام می‌دهد. در غیاب باکتری‌ها، تغییری
اتفاق نمی‌افتد، اما موقعی که باکتری‌ها موجود هستند، سیگنال‌های مشخصی می‌توان
مشاهده کرد.”

این محققان با توجه به آزمایش‌های‌شان، می‌گویند که آنها اطلاعات جدید مهمی
در مورد لیزوزیم و چگونگی کار کردن آن، بدست آورده‌اند. کولینز گفت: “برای
مثال، ما اکنون از اینکه این آنزیم چگونه سرعت خود را تغییر می‌دهد و راه
خود را در سرتاسر دیواره سلولی یک باکتری پیدا می‌کند، درک بهتری داریم. با
اینحال مهمترین جنبه کار ما این حقیقت است که ما راه کاملا جدیدی برای
مطالعه مولکول‌های زیستی شرح داده‌ایم.”

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Science منتشر
کرده‌اند.