Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego wyprodukowali sztuczne nanoklatki białkowe naśladujące te stworzone przez naturę. Pomysł ten może się okazać użyteczny nie tylko w medycynie.
Ze względu na pandemię COVID-19 środowisko naukowe przekonało się aż nazbyt dobrze o potencjalnych właściwościach nanoklatek białkowych. Wirusy takie jak SARS-CoV-2 posiadają powłokę białkową, która otacza materiał genetyczny, chroniąc go w czasie transportu pomiędzy komórkami. Od dawna zdawano sobie sprawę, że wyprodukowanie sztucznych nanoklatek białkowych naśladujących te stworzone przez naturę może przynieść wiele korzyści. Tego typu klatki mogłyby zostać wypełnione pożytecznymi materiałami, np. lekami służącymi do walki z chorobą, chroniąc je do czasu, gdy znajdą się we właściwym miejscu w organizmie. Jednym z największych wyzwań tego zagadnienia było opracowanie rozwiązania, dzięki któremu klatki te mogłyby otworzyć się w odpowiednim czasie.
Rozwiązanie to znaleźli naukowcy z Laboratorium Bionanonauki i Biochemii Małopolskiego Centrum Biotechnologii Uniwersytetu Jagiellońskiego. W normalnych warunkach między białkami tworzącymi klatki występują liczne wiązania, co czyni je trudnymi do otwarcia na życzenie. Badacze ominęli problem, zmieniając skomplikowane wiązania na prostsze.
Udało się nam zredukować skomplikowaną sieć powiązań pomiędzy białkami tworzącymi nanoklatkę i zastąpić je pojedynczymi wiązaniami. W ten sposób mogliśmy zmienić występujące między nimi wiązania bez przejmowania się nieoczekiwanymi konsekwencjami. Połączyliśmy białka z innymi cząsteczkami i kontrolowaliśmy, kiedy nastąpi zerwanie wiązania – w zależności od łączników, które wykorzystaliśmy – mówi prof. Jonathan Heddle z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ, współautor badania.
Naukowcy wykazali, że klatki mogą być wykorzystywane do transportowania rozmaitych białek fluorescencyjnych, które zmieniały kolor po otwarciu klatki. Zmiana następowała dopiero wtedy, gdy wprowadzono odpowiednią substancję wyzwalającą. Badacze mają nadzieję, że w przyszłości nanoklatki staną się na tyle zaawansowane, by okazać się użytecznymi w medycynie i nie tylko.
Wyniki badań, przeprowadzonych we współpracy z Instytutem Zoologii i Badań Biomedycznych UJ, Weill Cornell Medicine w Nowym Jorku oraz University of Leeds w Wielkiej Brytanii, ukazały się w najnowszym numerze czasopisma Science Advances.
źródło: UJ