راهبردی جدید برای نانوساختار قفس‌های مولکولی غیرممکن ارائه شد

به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو؛ پژوهشگران یک تیم تحقیقات بین‌المللی موفق به ساخت قفس پروتئینی شدند، قفسی که ساختار نانومقیاس داشته و می‌توان از آن در رهایش دارو در یک نقطه ویژه از بدن استفاده کرد. این قفس قابلیت باز شدن و دوباره بسته شدن داشته و همچنین در شرایط بسیار سخت محیطی نظیر دمای بالا پایدار است.

کسانی که با تاس بازی کرده‌اند می‌دانند که تاس باید به‌صورت مکعبی باشد، اگر بخواهیم وجوه تاس را به‌صورت مثلث درآوریم، تاس ساختار خود را از دست می‌دهد، در واقع در ساخت تاس قوانینی وجود دارد که محدودیت ایجاد می‌کند و با استفاده از این قوانین ساختار‌هایی نظیر ایزوهدرال تشکیل می‌شود.

ساختار‌های ایزوهدرال در طبیعت در مقیاس نانومتری وجود دارد. این ساختار‌ها از واحد‌های پروتئینی تشکیل شده و دارای فضای توخالی هستند و این فضا‌ها قابلیت‌های کاربردی مختلفی دارند. یکی از این مثال‌های بارز، ساختار ویروس است که از یک قفس پروتئینی تشکیل شده که نقش حامل را دارد و ماده وراثتی را با خود حمل می‌کند.

در زیست‌شناسی مصنوعی، دانشمندان به دنبال تولید قفس‌های پروتئینی مصنوعی هستند تا از خواص نوین آن‌ها استفاده کنند. دو چالش در این مسیر وجود دارد، اولی مشکلات هندسی است، در واقع برخی قفس‌های پروتئینی پتانسیل کاربردی بالایی دارند، اما از نظر شکل هندسی، تولید آن‌ها امکان‌پذیر نیست و نمی‌توان با آن ساختار، قفس را تولید کرد. دومین مشکل، پیچیدگی فرآیند است، برهم‌کنش‌های پروتئین-پروتئین از طریق شبکه‌های پیچیده‌ای انجام می‌شود که پیوند‌های شیمیایی ضعیفی دارند؛ بنابراین، مهندسی این ساختار‌ها دشوار است.

در مقاله‌ای که محققان ژاپنی و لهستانی در نشریه Nature به چاپ رساندند روشی برای حل این مشکل ارائه کردند. آن‌ها از اتم‌های طلا به‌عنوان ریسمان استفاده کردند تا مهندسی ساختار تسهیل شود. با این کار می‌توان ساختار‌هایی که از نظر ریاضی تشکیل آن‌ها ممنوع است، تولید کرد؛ بنابراین پژوهشگران موفق شدند شکل‌هایی را که پیش از این به‌عنوان شکل‌های غلط و غیرقابل تشکیل قلمداد می‌شد را تولید کنند.

آن‌ها امیدوارند که با این روش بتوانند ساختار‌های جدیدی بسازند که پتانسیل بالایی برای استفاده در رهایش دارو داشته باشد.