Ученые смогли управлять отдельными молекулами с помощью магнитных наночастиц
Понимание физических и биологических процессов, происходящих на наноуровне, — решающий фактор в развитии применения нанотехнологий в медицине. Но для проведения исследований на столь малом масштабе необходимо использование специальных «инструментов», размер которых соизмерим с исследуемыми объектами.
Такими «инструментами» могут выступать магнитные наночастицы, свойства которых очень важны в различных медицинских приложениях, например, для диагностики или адресной доставки лекарств. Такими наночастицами можно дистанционно управлять путем воздействия внешних магнитных полей, главным преимуществом которых является неразрушающее дальнодействие и неразрушающий контроль.
Возможность дистанционного управления молекулярными процессами с помощью магнитных наночастиц в ненагревающих внешних магнитных полях — перспективный подход для современной терапии, например, лечения онкологических заболеваний и регулирования активности ферментов. Однако механизмы прямого воздействия магнитных наночастиц на биологические процессы живого организма до сих пор остаются не изученными.
Решая поставленную задачу, ученые НИТУ «МИСиС», МГУ имени Ломоносова, РНИМУ имени Пирогова и Университета Дуйсбург-Эссена получили дистанционно управляемые действием низкочастотных переменных магнитных полей молекулы ДНК, прочно связанные с индивидуальными магнитными наночастицами размером 11 нанометров. Разработанный подход позволяет одновременно манипулировать миллионами отдельных молекул ДНК и оценивать энергии межмолекулярных взаимодействий.
«Мы использовали двухцепочечные нити ДНК, так как они являются модельными молекулами. Для них может быть точно предсказана энергия связывания между двумя комплементарными цепочками. Изменяя состав, число и последовательность нуклеотидов в составе ДНК, можно контролируемо регулировать эту энергию. То есть, на примере ДНК мы показываем работоспособность разработанной нами методики дистанционного клеточного и молекулярного манипулирования», — рассказал один из авторов статьи, научный сотрудник лаборатории «Биомедицинские наноматериалы» НИТУ «МИСиС» Алексей Никитин. Результаты исследования представлены в международном научном журнале ACS Applied Materials & Interfaces.
