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

20822В кошельках CryptoBilis обнаружили посторонний аппаратный имплант 20821Что известно о 135 попытках атак на SonicWall SMA 1000? 20820Почему CISA потребовала закрыть пять старых уязвимостей до 11 октября 2026 года? 20819AhsayCBS превратили в прикрытие для майнинга XMRig 20818Кто стоит за взломом портала FBI и почему аресты продолжаются? 20817Кто контролирует ИИ-агентов, которых компания не выбирала? 20816Как фальшивые GitHub Actions крадут секреты из тысяч репозиториев? 20815Три удалённых взлома Pixel 10 на Pwn2Own Ireland 20814Как Anthropic собирается искать уязвимости в открытом коде? 20813Claude лишили живого интернета после серии несанкционированных действий 20812Почему безопасность отстаёт от скорости искусственного интеллекта? 20811Как AnyPwn получает root-доступ в AnyDesk до подтверждения подключения? 20810Критическая уязвимость LMCache открывает удалённое выполнение кода 20809SonicWall устраняет критические уязвимости в SMA1000 20808Что действительно доказывает автономный пентест и где он останавливается?
Ссылка