ТАСС, 1 апреля. Биохимики создали магнитные наночастицы, которые могут захватывать одиночные молекулы РНК или ДНК. Благодаря этому можно гибко управлять их поведением и положением в пространстве, пишет пресс-служба НИТУ "МИСиС". Результаты исследования опубликовал научный журнал ACS Applied Materials & Interfaces.
"Зная, насколько прочно удерживаются друг с другом такие молекулы, мы можем говорить о том, как надо на них подействовать чем-либо, чтобы эту связь нарушить. Таким образом, мы можем связывать наночастицы с интересующей нас молекулой, а потом, создавая механические колебания путем приложения внешних магнитных полей, в любой момент разрушать эту связь", – рассказал один из авторов работы, научный сотрудник НИТУ "МИСиС" Алексей Никитин.
Почти все молекулы во Вселенной состоят из атомов, которые соединены, в основном, тремя разными путями – прочными ковалентной или ионной связью, которые основаны на "обобществлении" или "экспроприации" электронов между двумя атомами, или слабой водородной связью.
Структуру и свойства этих связей ученые достаточно давно исследовали с помощью теоретических расчетов. Их предсказания в целом совпадают с тем, как происходят химические реакции в реальности. Однако ученые пока недостаточно точно понимают, как взаимодействуют друг с другом очень сложно устроенные органические молекулы, в том числе антитела, белки или нити ДНК.
Экспериментируя с наночастицами, которые можно притягивать при помощи магнитов, Никитин и его коллеги создали инструмент, который может ускорить изучение процессов формирования и разрыва связей между подобными веществами.
Подобные частицы рассматривают как один из способов доставки различных лекарств в пораженные органы или опухоли. Однако пока не совсем ясно, как их взаимодействия с магнитными полями будут влиять на поведение молекул в клетках или в кровотоке.
Биохимики "вырастили" набор небольших наночастиц из соединений железа, покрыли их органическими веществами, которые стабилизируют эти наноструктуры, а затем проследили за их взаимодействиями с короткими молекулами ДНК длиной в несколько десятков генетических "букв"-нуклеотидов.
Эксперимент показал, что цепочки ДНК, присоединенные к наночастицам, в некоторых случаях разрывались, если те находились под действием переменных низкочастотных магнитных полей. Подобная особенность позволяет использовать эти наноструктуры для манипуляций положением миллионов отдельных молекул внутри живых клеток или в других средах, а также позволяет оценивать силу связей между отдельными частями присоединенных к ним цепочек.
Никитин и его коллеги предполагают, что эта технология может быть востребована не только для фундаментальных исследований, но и для решения практических задач, в том числе для диагностики болезней, доставки лекарств в клетки, лечения диабета, аллергических реакций, а также ряда иммунных заболеваний.