Нанопоры помогут разгадать тайны РНК
 "Протягивание" через нанопоры молекулы ДНК при использовании похожей исследовательской методики. (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Молекулы рибонуклеиновых кислот (РНК) играют в изучении биохимии живых микроорганизмов не меньшую роль, чем «разрекламированная» ДНК. В частности, молекулы РНК определяют механизм, при помощи которого молекулы взаимодействуют друг с другом в клетках живых организмов. Кроме того, геномы многих вирусов состоят исключительно из РНК, т.е. для более глубокого понимания их воздействия на живые организмы, необходимо научиться понимать «язык» РНК.
С точки зрения ученых РНК – даже более интересная биологическая молекула, чем ДНК, в первую очередь за счет того, что она может иметь достаточно сложные формы, включающие несколько связанных между собой спиралей (в отличие от ДНК, где присутствует только 1 длинная спираль). Однако, изучение пространственной структуры РНК – весьма сложная задача, ранее не доступная ни для одной из существующих техник. Проблема заключалась в том, что молекулы РНК имеют слишком маленькие размеры, т.е. их поведением достаточно сложно управлять при помощи лабораторных инструментов. В этом смысле ученым на первом этапе исследований было бы достаточно технологии, которая бы позволила захватывать одну единственную молекулу.
Похоже, подобная методика найдена. В своей работе, опубликованной в Nano Letters, группа нидерландских ученых из Delft University of Technology предложила для изучения структур РНК использовать так называемые нанопоры. Ранее похожая техника уже была продемонстрирована для молекул ДНК, однако, никому еще не удавалось адаптировать ее к случаю РНК.
Свою работу ученые начали с помещения молекул двухцепочечной РНК (double-stranded RNA, dsRNA) в нанопоры твердой мембраны при помощи пенопластового шарика в соленом растворе, к которому была «прикреплена» молекула. Для этого шарик из пенопласта, управляемый при помощи лазера (пенопласт помещался в оптическую ловушку и мог перемещаться в любую точку внутри раствора), подносился к мембране. При этом к системе прикладывалось внешнее электрическое поле, которое «засасывало» отдельную молекулу РНК в нанопору.
Предложенная методика позволяет не просто захватывать единственную молекулу, но и «протягивать» ее через нанопору в нужном направлении. Это, в свою очередь, обеспечивает возможность распутать ее сложную структуру и измерить силы, действующие на ее отдельные фрагменты. В частности, в случае с двухцепочечной РНК измерения показали, что силы, действующие на отдельные фрагменты молекулы, практически такие же, как и в молекуле ДНК (не зря молекулы имеют в целом похожие структуры).
Кстати, методика даст возможность не только исследовать сами молекулы РНК, но и обнаруживать белки, связанные с РНК. Таким образом, предложенная техника – это не просто еще один из вариантов использования нанотехнологий в биохимических исследованиях. Это путь, который в будущем позволит приоткрыть завесу тайны, скрывающую свойства и особенности РНК.
Также по теме:
Источники: