科學家們創造了有史以來最小的天線——只有 20 納米長。 與我們所知道的更大的類似物不同，這個微型的東西不是用來發射無線電波的，而是用來接收可變蛋白質的秘密的。 納米天線由 DNA 製成——攜帶遺傳指令的分子，比人類頭髮小約 倍。 它也是熒光的，這意味著它使用光信號來記錄和傳輸信息。 這些光信號可用於實時研究蛋白質的運動和變化。
該天線的創新之處在於其接收部分還用於確定所研究蛋白質的分子表面。 這允許在蛋白質執行其生物學功能時獲得清晰的信號。
“就像可以接收和傳輸無線電波的雙向收音機一樣，熒光納米天線接收一種顏色或波長的光，並根據它感知的蛋白質的運動，然後傳輸我們可以檢測到的不同顏色的光。”加拿大蒙特利爾大學 (UdeM) 的化學家 Alexis Valle-Belisle 說。 特別是，天線的任務是測量蛋白質隨時間的結構變化。 蛋白質是大而復雜的分子，在體內執行各種重要任務，從支持免疫系統到調節器官功能。
然而，當蛋白質急於完成它們的工作時，它們的結構會不斷發生變化，在一個非常複雜的過程中從一個狀態移動到另一個狀態，科學家稱之為蛋白質動力學。 而且我們沒有很好的工具來追踪這些蛋白質的動態變化。
“蛋白質過渡態的實驗研究仍然是一個主要挑戰，因為高結構分辨率技術，包括核磁共振和 X 射線晶體學，通常不能直接應用於研究短壽命蛋白質狀態，”該團隊在他們的論文中解釋道。 DNA 合成新技術的發展已經進行了大約 40 年，它使創建各種長度和靈活性的納米結構成為可能，這些納米結構經過優化以執行必要的功能。
與其他分析方法相比，這種超小型 DNA 天線的優勢之一是它能夠捕獲非常短暫的蛋白質狀態。 根據研究人員的說法，這意味著這裡在生物化學和一般納米技術方面都有許多潛在的應用。
通過探索他們設計的“多功能性”，團隊取得了成功 抗議 它的天線具有三種不同的模型蛋白質——鏈黴親和素、鹼性磷酸酶和蛋白 G——但未來可能還有更多，新天線的優勢之一是它的多功能性。 納米天線可用於實時監測各種生物分子機制，包括大小不一的構象變化——原則上，任何可能影響染料熒光發射的事件。
DNA 作為一種構建塊越來越受歡迎，我們可以合成和操縱它來創建納米結構，如本研究中的天線。 DNA 化學編程簡單，編程後易於使用。
研究人員目前正在尋求創建一家商業初創公司，以便納米天線技術可以被其他人實際打包和使用，無論是製藥組織還是其他研究小組。
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