Nanotech -Tool mit Anwendungen in der Alzheimer-Forschung Inspiriert von Silk Moth Antenne
Durch Nachahmung der Struktur der Antenne des Seidenspinners der , University of Michigan Forscher leitete die Entwicklung eines besseren Nanopore - eine winzige tunnelförmigen Werkzeug, das Verständnis einer Klasse von neurodegenerativen Erkrankungen , die Alzheimer- weiterzuentwickeln könnte .
Ein Papier über die Arbeit ist neu in Nature Nanotechnology veröffentlicht online. Dieses Projekt wird von Michael Mayer , Associate Professor in der UM -Abteilungen für Biomedizinische Technik und Verfahrenstechnik ging . Auch die Zusammenarbeit sind Jerry Yang , Associate Professor an der University of California in San Diego und Jiali Li, außerordentlicher Professor an der Universität von Arkansas.
Nanoporen - im Wesentlichen Löcher in einem Silizium-Chip gebohrt - sind winzige Messgeräte , die die Untersuchung einzelner Moleküle oder Proteine zu ermöglichen. Auch die tagesaktuellen Nanoporen verstopfen leicht , so dass die Technologie , nicht sehr stark im Labor angenommen. Verbesserte Versionen werden voraussichtlich große Wohltaten für schneller, kostengünstiger DNA-Sequenzierung und Protein-Analyse sein .
Das Team entwickelt eine ölige Schicht , die Fallen und reibungslos transportiert Moleküle von Interesse durch Nanoporen . Die Beschichtung ermöglicht auch die Forscher , um die Größe der Poren mit nahe atomarer Präzision einzustellen.
" Was das gibt uns ein verbessertes Werkzeug an Biomoleküle charakterisieren ", sagte Mayer . " Es ermöglicht uns, das Verständnis über ihre Größe, Ladung , Form, Konzentration und der Geschwindigkeit, mit der sie zusammen zu gewinnen. Das könnte uns helfen, möglicherweise zu diagnostizieren und zu verstehen , was schief läuft in einer Kategorie von neurodegenerative Erkrankung, Parkinson, Huntington und Alzheimer umfasst . "
Mayers " Fluid Lipiddoppelschicht " ähnelt einer Beschichtung auf die Antenne des männlichen Seidenspinner ist , dass es in der Nähe riechen weiblichen Motten hilft . Die Beschichtung fängt Pheromonmoleküle in der Luft und führt sie durch nanotunnels im Exoskelett zu Nervenzellen, die eine Nachricht an den Bug Gehirn senden .
"Diese Pheromone sind lipophile . Sie lieben es, an Lipide oder fettähnliche Stoffe zu binden. So bekommen sie gefangen und auf der Oberfläche dieser Lipidschicht in der Seidenspinner konzentriert. Die Schicht Fetten die Bewegung der Pheromone zu dem Ort, wo sie sein müssen. Unsere neue Beschichtung dient dem gleichen Zweck ", sagte Mayer.
Einer Mayers Forschungs Tracks ist es, Proteine, so genannte Beta-Amyloid- Peptide, die gedacht werden, um zu Fasern , die das Gehirn bei Alzheimer beeinflussen gerinnen zu studieren. Er ist an einem Studium der Größe und Form dieser Fasern und wie sie sich bilden .
"Bestehende Techniken ist es nicht möglich , den Prozess sehr gut zu überwachen. Wir wollten die Verklumpung dieser Peptide mit Nanoporen zu sehen, aber jedes Mal, wenn wir es einmal, die Poren verstopft ", sagte Mayer. "Dann haben wir diese Beschichtung , und jetzt unsere Idee funktioniert."
Um Nanoporen in Experimenten verwendet , die Forscher stellen Sie den poren stach Chip zwischen zwei Kammern des Salzwassers . Sie lassen die Moleküle von Interesse in einer der Kammern und senden einen elektrischen Strom durch die Pore . Wie jedes Molekül oder Protein durch die Pore passiert , ändert es den elektrischen Widerstand der Pore . Das Ausmaß der Änderung beobachtet erzählt den Forschern wertvolle Informationen über die Molekülgröße, elektrische Ladung und Form.
Aufgrund ihrer geringen Abmessungen und geringem Strombedarf könnte Nanoporen auch verwendet, um biologische Kampfstoffe zu erkennen.
Ein Forschungshöhepunkt dieser Arbeit wird in einer kommenden Ausgabe von Nature erscheinen . Das Papier ist " Controlling Proteintranslokation durch Nanoporen mit bio-inspirierte Flüssigkeit Wänden. " Titel
Diese Forschung wird von der National Science Foundation , der National Institutes of Health , der Alzheimer Disease Research Center, die Alzheimer-Gesellschaft und dem National Human Genome Research Institute. Die Universität verfolgt Patentschutz für das geistige Eigentum und sucht Kommerzialisierung Partner zu helfen, die Technologie auf den Markt .
Quelle:
Nicole Moore Casal
University of Michigan