ताला खोलने के PNA की महाशक्तियों के लिए स्व-संयोजन nanostructures — ScienceDaily


शोधकर्ताओं ने कार्नेगी मेलॉन विश्वविद्यालय में एक विधि विकसित की है के लिए स्व-संयोजन nanostructures के साथ गामा-संशोधित पेप्टाइड न्यूक्लिक एसिड (?PNA), एक सिंथेटिक नकल की डीएनए. प्रक्रिया की क्षमता है करने के लिए प्रभाव nanomanufacturing के रूप में अच्छी तरह के रूप में भविष्य में जैव चिकित्सा प्रौद्योगिकियों की तरह लक्षित निदान और दवा वितरण.

इस सप्ताह प्रकाशित में प्रकृति संचार, काम का परिचय के एक विज्ञान है ?PNA नैनो सक्षम बनाता है कि आत्म-विधानसभा में कार्बनिक विलायक समाधान, कठोर वातावरण में इस्तेमाल किया पेप्टाइड और बहुलक संश्लेषण. यह मानती है के लिए nanofabrication और nanosensing.

अनुसंधान दल के नेतृत्व में सहायक प्रोफेसर मैकेनिकल इंजीनियरिंग की रेबेका टेलर, कि सूचना दी ?PNA फार्म कर सकते हैं nanofibers में कार्बनिक विलायक समाधान है कि विकसित कर सकते हैं अप करने के लिए 11 माइक्रोन लंबाई में (1000 से अधिक बार की तुलना में अब उनकी चौड़ाई). इन का प्रतिनिधित्व करते हैं, पहली जटिल है, सब-PNA nanostructures के लिए गठित किया जा सकता में कार्बनिक सॉल्वैंट्स.

टेलर, जो सिर के सिर माइक्रोसिस्टम्स और MechanoBiology लैब में कार्नेगी मेलॉन, चाहता है का लाभ उठाने के लिए PNA की “महाशक्तियों के है.” इसके अलावा करने के लिए अपने उच्च थर्मल स्थिरता, ?PNA को बरकरार रखे हुए है बाध्य करने की क्षमता के लिए अन्य न्यूक्लिक एसिड के रूप में कार्बनिक विलायक मिश्रण होता है कि आम तौर पर अस्थिर संरचनात्मक डीएनए नैनो. इसका मतलब यह है कि वे फार्म कर सकते हैं nanostructures में विलायक है कि वातावरण के गठन को रोकने डीएनए आधारित nanostructures.

एक और संपत्ति की ?PNA है कि यह कम से मुड़ डबल हेलिक्स डीएनए की. इस का नतीजा यह अंतर है कि “नियम” के लिए डिजाइनिंग PNA-आधारित nanostructures की तुलना में अलग हैं नियम को डिजाइन करने के लिए संरचनात्मक डीएनए नैनो.

“के रूप में मैकेनिकल इंजीनियरों के साथ, हम के लिए तैयार थे की चुनौती को हल करने के लिए एक संरचनात्मक डिजाइन की समस्या है, टेलर ने कहा. “की वजह से असामान्य पेचदार मोड़, हम आने के लिए एक नए दृष्टिकोण के साथ बुनाई के लिए इन टुकड़ों को एक साथ.”

क्योंकि शोधकर्ताओं में टेलर की प्रयोगशाला की तलाश का उपयोग करने के लिए गतिशील आकार में परिवर्तन उनके nanostructures, वे intrigued रहे थे कि खोजने के लिए morphological परिवर्तन की तरह है-stiffening या unraveling — हुई जब वे शामिल डीएनए में ?PNA nanostructures.

अन्य रोचक विशेषताएं है कि शोधकर्ताओं के लिए चाहते हैं, आगे का पता लगाने में शामिल हैं विलेयता में पानी और एकत्रीकरण. पानी में, इन वर्तमान nanofibers के लिए करते हैं एक साथ पेड़ों का झुरमुट. में कार्बनिक विलायक मिश्रण, टेलर लैब का प्रदर्शन किया है कि वे नियंत्रण कर सकते हैं चाहे या नहीं संरचनाओं कुल, और टेलर का मानना है कि एकत्रीकरण है कि एक विशेषता है leveraged किया जा सकता है.

“इन nanofibers का पालन करें वाटसन-क्रिक बाध्यकारी नियमों का डीएनए है, लेकिन वे प्रकट करने के लिए और अधिक कार्य और अधिक की तरह पेप्टाइड्स और प्रोटीन के रूप में PNA संरचनाओं के आकार में वृद्धि और जटिलता. डीएनए की संरचनाओं एक दूसरे को पीछे हटाना, लेकिन इन नई सामग्री नहीं है, और संभावित रूप से हम कर सकते हैं इस का लाभ उठाने बनाने के लिए उत्तरदायी सतह कोटिंग्स,” टेलर ने कहा.

सिंथेटिक ?PNA अणु माना गया है के रूप में एक सरल डीएनए की नकल वांछनीय गुण जैसे उच्च biostability और मजबूत संबंध के लिए पूरक न्यूक्लिक एसिड होता है ।

“हमें विश्वास है कि इस काम के माध्यम से, हम कर सकते है इसके अतिरिक्त समायोजित करें इस धारणा पर प्रकाश डाला द्वारा की क्षमता ?PNA करने के लिए दोनों के रूप में कार्य-के रूप में एक पेप्टाइड की नकल की वजह से अपनी pseudopeptide रीढ़ की हड्डी और एक के रूप में डीएनए की नकल की वजह से इसकी अनुक्रम पूरकता. इस परिवर्तन में धारणा की अनुमति दे सकता को समझने के लिए हमें एक से अधिक पहचान इस अणु लाभ उठाने कर सकते हैं की दुनिया में PNA नैनों संरचना डिजाइन,” ने कहा कि श्रीराम कुमार, मैकेनिकल इंजीनियरिंग पीएचडी के उम्मीदवार है और पहले लेखक कागज पर.

हालांकि PNA है पहले से ही इस्तेमाल किया जा रहा में महत्वपूर्ण जीन थेरेपी के आवेदन, वहाँ है अभी भी एक बहुत जानने के लिए इस बारे में सिंथेटिक सामग्री की क्षमता है । अगर जटिल PNA nanostructures कर सकते हैं किसी दिन में गठित किया जा सकता जलीय समाधान, टेलर की टीम को उम्मीद है कि अतिरिक्त अनुप्रयोगों में शामिल होंगे एंजाइम-प्रतिरोधी nanomachines सहित biosensors, निदान, और nanorobots.

“PNA-पेप्टाइड संकर पैदा करेगा एक पूरी नई टूलकिट वैज्ञानिकों के लिए,” टेलर ने कहा ।

शोधकर्ताओं का इस्तेमाल किया कस्टम गामा संशोधनों के लिए PNA है कि द्वारा विकसित किए गए Danith Ly के लैब में कार्नेगी मेलॉन. भविष्य के काम की जांच करेंगे-हाथ छोड़ दिया है ?PNAs में nanomanufacturing प्रक्रिया है । भविष्य के लिए जैव चिकित्सा अनुप्रयोगों, बाएं हाथ संरचनाओं के लिए विशेष रुचि का हो जाएगा, क्योंकि वे एक खतरा पैदा नहीं की बाइंडिंग के लिए सेलुलर डीएनए.



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