Возможно ли создавать наноструктуры внутри клеток, и как это повлияет на будущее технологий?

Исследователи из Корейского института науки и технологий (KAIST) под руководством профессоров Чжэ-Бюма Чана и Ён Сик Чжуна разработали революционный метод создания наноструктур под названием CamBio (конверсия в усовершенствованные материалы посредством меченой биоструктуры). Этот прорыв опубликован в журнале Advanced Science в 2024 году (DOI: 10.1002/advs.202303164). Метод CamBio открывает новые горизонты в нанотехнологиях, позволяя использовать внутренние белковые структуры биологических образцов в качестве шаблонов для синтеза наночастиц. Это существенно отличает CamBio от традиционных методов, которые ограничиваются использованием внешних поверхностей клеток.
Возможно ли создавать наноструктуры внутри клеток, и как это повлияет на будущее технологий?
Изображение носит иллюстративный характер

Традиционные методы биотемплирования страдают от ограниченности, не позволяя в полной мере использовать взаимосвязь между структурой и функцией внутренних биологических компонентов. CamBio преодолевает это ограничение, предлагая высокую степень управляемости и гибкости. Метод позволяет выборочно создавать наноструктуры с заданными размерами и свойствами, используя внутренние белки в качестве матриц. Это открывает новые возможности для создания функциональных наноматериалов, сочетая передовые производственные и биологические технологии.

Методология CamBio включает в себя ряд последовательных этапов, начиная с многократного присоединения антител к целевым белкам внутри клеток. Затем клетки определенным образом располагаются и нарезаются на тонкие срезы. Далее, с применением процесса CamBio, меченые белки превращаются в наноструктуры. Например, были созданы цепочки металлических наночастиц, которые показали значительное улучшение характеристик в поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS).

Функциональные наноструктуры, полученные методом CamBio, продемонстрировали значительное улучшение производительности на подложках для SERS. В частности, наночастичные цепочки, сформированные с использованием внутриклеточных белковых структур посредством многократного мечения антителами, оказались более управляемыми и повысили эффективность SERS на целых 230%. Это говорит о большом потенциале метода для создания более чувствительных сенсоров и детекторов.

Для демонстрации масштабируемости и экономичности метода, CamBio был успешно применен к мышечным тканям, полученным из мяса, с помощью криослайсера. В результате были получены периодические полосы из металлических частиц, что свидетельствует о возможности крупномасштабного и недорогого производства наноструктур. Это открывает двери для промышленного применения CamBio в различных областях.

В разработке метода CamBio приняли участие аспиранты Даэ-Хён Сонг, доктор Чанг Ву Сонг и доктор Сынхи Чо, все из KAIST. Их усилия позволили создать технологию, способную использовать более широкий спектр биологических образцов и расширить их потенциальное применение. С помощью CamBio, внутренние белки клеток теперь могут служить строительными блоками для сложных наноструктур.

CamBio является значительным шагом вперед в области биотемплирования. Он не только позволяет использовать внутренние белки, но и обеспечивает высокую степень перенастраиваемости, позволяя адаптировать свойства наноструктур под конкретные нужды. Это достигается за счет сочетания различных производственных и биологических технологий, таких как генное редактирование, 3D биопечать и синтез новых материалов.

Ожидается, что метод CamBio найдет применение в различных областях научных исследований, включая медицину, материаловедение и электронику. Он позволяет создавать наноструктуры с повышенной функциональностью и производительностью, которые могут быть использованы в диагностике, доставке лекарств, разработке новых материалов и датчиков.

Разработка метода CamBio является не только значительным шагом в научном прогрессе, но и открывает новые горизонты для будущих технологических разработок. Влияние этого метода может потенциально изменить многие отрасли, предоставив более эффективные и экономичные способы создания наноматериалов.

Благодаря сочетанию возможностей биологических образцов и передовых технологий, метод CamBio позволяет расширить границы нанотехнологий. Он предоставляет ученым и инженерам мощный инструмент для создания новых материалов с уникальными свойствами, открывая двери в будущее, где нанотехнологии будут играть еще более важную роль.


Новое на сайте

20865Как исследовательские модели OpenAI обходили ограничения и присваивали чужие данные 20864Атака на BeyondTrust: шпионская группа получила доступ к серверам поддержки 20863Как пакет imgdecode превращает npm-зависимость в загрузчик вредоносного кода? 20862Как PEERSTITCH обходит проверки VPN-сессий FortiOS? 20861Что происходит, когда ИИ-агент выходит за пределы тестовой среды? 20860Как 37-летняя ошибка открыла путь к root в OpenBSD 7.9? 20859ИИ-модели для SOC: точный ответ зависит от улик 20858Как одна учётная запись ConnectWise открыла доступ к 173 арендаторам Microsoft 365? 20857Пять минут до заражения: как подменили обновления AOMEI Backupper 20856Ловушка под видом регистрации: как UAT-11985 крадёт аккаунты Google 20855Может ли виртуальная машина прочитать память хоста? 20854Как дешёвые Android-смартфоны превращаются в чужие прокси? 20853В Индии имя звонящего появится на экране вместе с номером 20852Как проверить готовность команды к звонку с клонированным голосом? 20851Уязвимости MarkLogic: делегированные права могли открыть путь к администраторскому...
Ссылка