科学家们建造了有史以来最小的天线？ 长度只有五纳米。 与我们所熟悉的更大的同类不同，这个微小的东西不是用来传输无线电波的，而是用来收集不断变化的蛋白质的秘密的。
纳米天线由脱氧核糖核酸，携带遗传指令的分子比人类头发丝小约 20,000 倍。 它也是荧光的，这意味着它使用光信号来记录和报告信息。
这些光信号可以用来实时研究蛋白质的运动和变化。
这种特殊天线的部分创新在于其接收器部分也用于感测其所研究的蛋白质的分子表面的方式。 当蛋白质履行其生物学功能时，就会产生明显的信号。
“就像可以接收和发射无线电波的双向无线电一样，荧光纳米天线接收一种颜色或波长的光，并根据它感知到的蛋白质运动，然后将另一种颜色的光传回，我们可以检测到这种颜色， ”化学家 Alexis Vallée-Bélisle 说道，来自加拿大蒙特利尔大学（UdeM）。
具体来说，天线的工作是测量蛋白质随时间的结构变化。 蛋白质是大而复杂的分子，在体内执行各种基本任务，从支持免疫系统到调节器官功能。
然而，当蛋白质忙于完成它们的工作时，它们的结构会不断发生变化，在一个高度复杂的过程中从一个状态转变到另一个状态，科学家称之为蛋白质动力学。 我们确实没有好的工具来跟踪这些蛋白质的动态变化。
“蛋白质瞬态的实验研究仍然是一个重大挑战，因为高结构分辨率技术，包括核磁共振和 X 射线晶体学，通常不能直接应用于研究短暂的蛋白质状态，”该团队在他们的论文中解释。
最新的DNA合成技术？ 大约40年的发展？ 能够生产不同长度和灵活性的定制纳米结构，并经过优化以满足其所需的功能。
与其他分析技术相比，这种超小型 DNA 天线的优势之一是它能够捕获非常短暂的蛋白质状态。 研究人员表示，这意味着在生物化学和更广泛的纳米技术方面有很多潜在的应用。
“例如，我们首次能够实时检测碱性磷酸酶与多种生物分子和药物的功能，”化学家斯科特·哈伦说，来自UdeM。 “这种酶与许多疾病有关，包括各种癌症和肠道炎症。”
在探索其设计的“通用性”时，该团队成功地用三种不同的模型蛋白质测试了他们的天线？ 链霉亲和素、碱性磷酸酶和蛋白 G ？ 但未来可能还会有更多功能，而新天线的优点之一就是它的多功能性。
“纳米天线可用于实时监测不同的生物分子机制，包括小的和大的构象变化？原则上，任何可能影响染料荧光发射的事件，”该团队在他们的论文中写道。
DNA 正在变得越来越多更流行作为构建块，我们可以合成和操纵它来创建像本研究中的天线这样的纳米结构。 DNA 化学编程相对简单，一旦编程就易于使用。
研究人员现在正在寻求创建一家商业初创公司，以便纳米天线技术可以被其他人实际包装和使用，无论是制药组织还是其他研究团队。
“也许我们最兴奋的是意识到世界各地的许多实验室配备了传统的分光荧光计，可以轻松地利用这些纳米天线来研究他们最喜欢的蛋白质，例如识别新药物或开发新的纳米技术，”瓦莱-贝利勒说。
该研究发表于自然方法。
