صنع علماء أصغر هوائي على الإطلاق، يبلغ طوله خمسة نانومتر فقط. وعلى عكس نظرائه الأكبر حجمًا، لم يُصنع لنقل موجات الراديو، ولكن لجمع أسرار البروتينات المتغيرة باستمرار. ونُشر البحث في مجلة Nature Methods.
ويتكون nanoantenna (هوائي النانو) من الحمض النووي، وهي جزيئات تحمل تعليمات جينية أصغر بحوالي 20 ألف مرة من شعرة الإنسان. إنها أيضًا فلورية، ما يعني أنها تستخدم إشارات ضوئية لتسجيل المعلومات والإبلاغ عنها.
تغيرات البروتينات
ويمكن استخدام تلك الإشارات الضوئية لدراسة حركة وتغيير البروتينات في الوقت الفعلي. وجزء من الابتكار مع هذا الهوائي المعين هو الطريقة التي يتم بها استخدام جزء المستقبل منه أيضًا لاستشعار السطح الجزيئي للبروتين الذي يدرسه. وينتج عن ذلك إشارة مميزة عندما يؤدي البروتين وظيفته البيولوجية.
ويقول الكيميائي ألكسيس فالي بيليسل، من جامعة مونتريال (UdeM) في كندا: «مثل الراديو ثنائي الاتجاه الذي يمكنه استقبال وإرسال موجات الراديو، فإن الفلورسنت nanoantenna يتلقى الضوء بلون واحد أو طول موجي، اعتمادًا على حركة البروتين التي يستشعرها، ثم ينقل الضوء مرة أخرى بلون آخر يمكننا اكتشافه».
وعلى وجه التحديد، فإن وظيفة الهوائي هي قياس التغيرات الهيكلية في البروتينات بمرور الوقت. والبروتينات هي جزيئات كبيرة ومعقدة تقوم بجميع أنواع المهام الأساسية في الجسم، من دعم جهاز المناعة إلى تنظيم وظائف الأعضاء.
تغييرات مستمرة
ويوضح الفريق في ورقتهم البحثية: «لا تزال الدراسة التجريبية للحالات العابرة للبروتين تمثل تحديًا كبيرًا لأن تقنيات الدقة الهيكلية العالية، بما في ذلك الرنين المغناطيسي النووي وتصوير البلورات بالأشعة السينية، لا يمكن تطبيقها بشكل مباشر في كثير من الأحيان لدراسة حالات البروتين قصيرة العمر».
ويمكن لأحدث تقنيات تصنيع الحمض النووي -حوالي 40 عامًا قيد التطوير- إنتاج هياكل نانوية مخصصة بأطوال ومرونة مختلفة، مُحسّنة للوفاء بوظائفها المطلوبة.
ويتكون nanoantenna (هوائي النانو) من الحمض النووي، وهي جزيئات تحمل تعليمات جينية أصغر بحوالي 20 ألف مرة من شعرة الإنسان. إنها أيضًا فلورية، ما يعني أنها تستخدم إشارات ضوئية لتسجيل المعلومات والإبلاغ عنها.
تغيرات البروتينات
ويمكن استخدام تلك الإشارات الضوئية لدراسة حركة وتغيير البروتينات في الوقت الفعلي. وجزء من الابتكار مع هذا الهوائي المعين هو الطريقة التي يتم بها استخدام جزء المستقبل منه أيضًا لاستشعار السطح الجزيئي للبروتين الذي يدرسه. وينتج عن ذلك إشارة مميزة عندما يؤدي البروتين وظيفته البيولوجية.
ويقول الكيميائي ألكسيس فالي بيليسل، من جامعة مونتريال (UdeM) في كندا: «مثل الراديو ثنائي الاتجاه الذي يمكنه استقبال وإرسال موجات الراديو، فإن الفلورسنت nanoantenna يتلقى الضوء بلون واحد أو طول موجي، اعتمادًا على حركة البروتين التي يستشعرها، ثم ينقل الضوء مرة أخرى بلون آخر يمكننا اكتشافه».
وعلى وجه التحديد، فإن وظيفة الهوائي هي قياس التغيرات الهيكلية في البروتينات بمرور الوقت. والبروتينات هي جزيئات كبيرة ومعقدة تقوم بجميع أنواع المهام الأساسية في الجسم، من دعم جهاز المناعة إلى تنظيم وظائف الأعضاء.
تغييرات مستمرة
ويوضح الفريق في ورقتهم البحثية: «لا تزال الدراسة التجريبية للحالات العابرة للبروتين تمثل تحديًا كبيرًا لأن تقنيات الدقة الهيكلية العالية، بما في ذلك الرنين المغناطيسي النووي وتصوير البلورات بالأشعة السينية، لا يمكن تطبيقها بشكل مباشر في كثير من الأحيان لدراسة حالات البروتين قصيرة العمر».
ويمكن لأحدث تقنيات تصنيع الحمض النووي -حوالي 40 عامًا قيد التطوير- إنتاج هياكل نانوية مخصصة بأطوال ومرونة مختلفة، مُحسّنة للوفاء بوظائفها المطلوبة.
