Наносенсоры обнаружат в живых клетках вещества, повреждающие ДНК — с разрешением до отдельных молекул.
Нанодатчик повреждений ДНК: С точностью до молекулы
Слева – клетка до добавления пероксида водорода, справа – после. Пероксид водорода – мощный окислитель, способный повреждать и ДНК. Изменения в картине флуоресценции позволяют идентифицировать отдельные молекулы пероксида

О разработке сообщила на днях группа исследователей под руководством Майкла Страно (Michael Strano). Технология основана на способности одностенных углеродных нанотрубок флуоресцировать при освещении их инфракрасным светом.

«Изюминка» метода состоит в том, что нанотрубки покрыты молекулами ДНК. Это покрытие, с одной стороны, защищает ткани от повреждения нанотрубками, а с другой — позволяет замечать повреждения молекул ДНК. Дело в том, что характер флуоресценции нанотрубок меняется при изменении структуры, которая меняется при изменении прикрепленных к ним нитей ДНК — например, повреждении свободными радикалами, алкилирующими агентами (т.е. присоединяющими к ДНК одновалентных углеводородных радикалов) или другими токсинами.

Чувствительность сенсора так высока, что позволяет обнаружить действие единичных молекул токсинов и точно определять расположение повреждающих ДНК соединений в живой клетке. Ученые уже предложили и замечательную область применения такого метода — медицина. Дело в том, что некоторые онкологические препараты (например, цисплатин) действуют именно за счет повреждения (алкилирования) ДНК в опухолевых клетках. Для более точной оценки их воздействия на раковые и здоровые клетки и пригодится подобные наносенсоры. Он подойдет и для исследования механизмов, которыми вызывают рак канцерогенные вещества, и для проверки эффективности защищающих ДНК медикаментов — например, получивших благодаря рекламе широкую известность антиоксидантов.

Стоит сказать, что повреждения ДНК — вещь, избежать которой невозможно. Приводит к этому воздействие некоторых химических веществ, вирусов и, конечно, излучение. Однако за миллиарды лет эволюции в клетке появились эффективные и никогда не дремлющие механизмы репарации — «ремонта» ДНК, кое-что о которых можно узнать из заметки «Ремонтный цех для генов».

«Вечная молодость»