Badaczom z Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego udało się skutecznie zmienić rozmiary wirusopodobnej cząsteczki o wielkości zaledwie kilku nanometrów. Naukowcy zwiększyli rozmiar jej powłoki, co w przyszłości może prowadzić do wykorzystania cząsteczek do transportu leków w organizmie. Wyniki ich eksperymentów zostały opisane w najnowszym wydaniu czasopisma „Communication Materials”.
Rozwój ludzkiej myśli technicznej w wielu przypadkach opierał się o udoskonalanie mechanizmów znalezionych w naturze: wystarczy porównać ze sobą ptaka i samolot. Tę samą zależność można zaobserwować również w nanoskali. Wirusy są mistrzami w dostarczaniu towaru (czyli swojego materiału genetycznego) bezpośrednio do wnętrza komórek. Jednakże rola wirusa jako „kontenera” jest w dużej mierze ograniczana przez mechanizmy związane z historią jego ewolucji. Stanowi to przeszkodę w wykorzystaniu cząsteczek wirusopodobnych jako nośników dla produktów takich, jak np. lekarstwa, które wymagają większej dawki, by wypełnić swoje zadanie. Z punktu widzenia ewolucji przybieranie nadmiernych rozmiarów oznacza zbędny wydatek energetyczny, a zatem jest niekorzystne.
Do swoich badań naukowcy użyli powszechnie wykorzystywanych w badaniach biotechnologicznych cząsteczkę bazującą na bakteriofagach (wirusach infekujących bakteria), nazywaną MS2. Zmodyfikowali oni kapsyd – białkową powłokę ochronną wirusa, która może przyjmować jedną z dwóch form – dodając do niej krótką sekwencję aminokwasów po jej zewnętrznej stronie.
Okazało się, że te sekwencje aminokwasów wpłynęły na tempo przekształcenia z jednej formy kapsydu w drugą. To z kolei wpływa na sposób, w jaki poszczególne elementy powłoki dopasowują się do siebie, a w konsekwencji – na rozmiar i kształt kapsydu – opisuje kierownik projektu prof. Jonathan Heddle.
Badaczom udało się zwiększyć rozmiar powłoki, co w przyszłości może prowadzić do wykorzystania cząsteczek do transportu leków w organizmie.
Projekt został zrealizowany w Bionanoscience and Biochemistry Lab w Małopolskim Centrum Biotechnologii UJ we współpracy z grupą prof. Reiduna Twarocka z Uniwersytetu w Nowym Yorku. Artykuł podsumowujący ich badania można przeczytać na stronie „Communications Materials”.
źródło: UJ