Biologische Membranen sind wie eine bewachte Grenze. Sie trennen die Zelle aus der Umwelt und gleichzeitig die Kontrolle der Ein- und Ausfuhr von Molekülen. Die Kernmembran kann über viele winzige Poren gekreuzt werden. Wissenschaftler des Biozentrums und der Swiss Nanoscience Institute an der Universität Basel, zusammen mit einem internationalen Team von Forschern , haben entdeckt, dass Proteine innerhalb der Kernporenfunktionähnlich einem Klettverschluss gefunden. In Nature Nanotechnology , berichten sie , wie diese Proteine können für die kontrollierte und selektive Transport von Teilchen verwendet werden.
Es gibt viel Verkehr in unseren Zellen . Viele Proteine , zum Beispiel, müssen aus ihren Standort in dem Zytoplasma in den Zellkern , wo sie verwendet werden, um die genetische Information gelesen reisen. Poren in der Kernmembran zu ermöglichen ihr Transport in und aus dem Zellkern. Der Aargau Professor Roderick Lim, aus dem Biozentrum und das Swiss Nanoscience Institute an der Universität Basel, studiert die biophysikalischen Grundlagen dieses Verkehrsmittel. Um diesen Prozess besser zu verstehen, hat er ein künstliches Modell der Kernporenkomplex zusammen mit Wissenschaftlern aus Lausanne und Cambridge, die zu der Entdeckung, dass ihre Proteine funktionieren wie eine nanoskalige " Klettverschluss ", der Transport verwendet werden kann, geführt hat, erstellt , kleinsten Teilchen .
"Dirty Klettverschluss " im Inneren des Kernporen
Kernporen sind Proteinkomplexe in der Kernmembran , die molekularen Austausch zwischen dem Zytoplasma und Kern ermöglicht . Die treibende Kraft ist die Diffusion. Kernporen sind mit " Velcro " wie Proteinen gefüttert. Nur Moleküle besonders gekennzeichnet mit Import -Proteine können an diese Proteine binden und so passieren die Poren . Sondern auch für alle Nicht- bindende Moleküle der Kernporen als Barriere . Die Forscher postuliert, dass Transport ist abhängig von der Stärke der Bindung an die " Velcro " wie Proteine . Die Bindung sollte gerade so stark sein , dass Moleküle zu transportierenden binden, aber gleichzeitig nicht zu eng , so dass sie immer noch durch die Pore zu diffundieren .
In einem künstlichen System Neuerstellung der Kernporen , die Forscher getestet ihre Hypothese . Sie überzogenen Partikel mit dem Import von Proteinen und studiert ihr Verhalten auf der molekularen " Klettverschluss " . Interessanterweise fanden die Forscher Parallelen im Verhalten an den Klettband wie wir es kennen . Ein " sauberes Klettverschluss " , bleiben die Partikel sofort . Wenn jedoch die " Velcro" gefüllt oder mit Import proteins " verschmutzt " , ist es weniger Klebstoff und die Teilchen beginnen nur durch Diffusion über die Oberfläche gleiten. " Verstehen, wie der Transportprozess Funktionen in der Kernporenkomplex war ausschlaggebend für unsere Entdeckung ", sagt Lim . "Mit der Nanoskala " Klettverschluss " sollten wir in der Lage , um den Pfad zu definieren, sowie beschleunigen den Transport von ausgewählten Teilchen ohne Hilfsenergie getroffen werden können. "
Potential Lab-on- a-Chip- Technologie-Anwendungen
Lim Untersuchungen von biomolekularen Transportprozesse bilden die Grundlage für die Entdeckung dieses bemerkenswerte Phänomen, das Partikel können wahlweise mit einem molekularen " Klettverschluss " transportiert werden. " Dieses Prinzip sehr praktische Anwendungen , zum Beispiel als nanoskalige Förderbänder, Rolltreppen oder Spuren finden konnten ", erklärt Lim . Dies könnte möglicherweise auch angewendet werden, um weiter zu miniaturisieren Lab-on- Chip-Technologie , winzigen Labors auf Chips , in denen diese neu entdeckte Methode der Transport würde den heutigen komplexen Pumpen- und Ventilsystemeüberflüssig machen .