211service.com
Jak zbudować inteligentny obiekt blob, który kurczy się po wykryciu wirusów
Oto ciekawy pomysł. Zagrożenie ze strony patogenów wirusowych, takich jak ptasia grypa, wirusowe zapalenie wątroby typu B i HIV, stanowi wyraźne i aktualne zagrożenie. Tak więc tanie i proste narzędzia do wykrywania tych wirusów są bardzo potrzebne, szczególnie w krajach rozwijających się, gdzie zagrożenie jest poważne, ale brakuje pieniędzy.
Idź naprzód Jaeoh Shin i jego koledzy z Uniwersytetu w Poczdamie w Niemczech, którzy twierdzą, że możliwe jest stworzenie takiego detektora wirusa przy użyciu niewiele więcej niż kilku nici DNA zmieszanych w bryłę hydrożelu. Ta „inteligentna” plama skurczyłaby się, gdy dany wirus był w pobliżu, dając wyraźny widoczny sygnał, że należy podjąć środki ostrożności.
Oto ich myślenie. Biolodzy od dawna wiedzą, że wirusy wiążą się z odcinkami DNA, co powoduje, że podwójna helisa rozwija się w dwie pojedyncze nici lub „topi się”, jak nazywają to biolodzy. Pojedyncze nici mogą następnie zostać zaadsorbowane na powierzchni wirusa, co skraca ich całkowitą długość. W rzeczywistości biolodzy wykazali, że skurcz wywołany topnieniem może zmniejszyć długość nici nawet o 90 procent.
Więc pomysł Shina i spółki polega na równoległym rozciąganiu nici DNA, osadzeniu ich w hydrożelu, a następnie czekaniu. Kiedy pojawiają się cząsteczki wirusa, wiążą się z DNA, powodując jego topienie i kurczenie się, a także kurczenie się hydrożelu. Cząsteczki wirusowe w układzie hydrożel-DNA…wybierają makroskopowe skurcze macierzy hydrożelowej, jak mówią.
Aby przetestować ten pomysł, ci faceci stworzyli molekularną symulację sposobu, w jaki wirus wiąże się z DNA, a w konsekwencji topienie i kurczenie się. Wyniki z pewnością wydają się obiecujące. Mówią, że cząsteczki wirusa w systemie hydrożel-DNA destabilizują [dwuniciowe] DNA i powodują makroskopowy skurcz.
Jednym z ważnych pytań jest to, w jaki sposób można stworzyć DNA specyficzne dla wirusa, aby reagowało tylko na HIV, ptasią grypę lub jakiś inny specyficzny wirus. Shin i wsp. twierdzą, że wirusy wiążą się preferencyjnie z białkami wiążącymi, a te mogą być połączone z DNA. Tak więc przy prostych manipulacjach biochemicznych powinni być w stanie wytworzyć DNA, które łączy się tylko z określonymi wirusami.
Brzmi to z pewnością możliwe, ale ci faceci muszą mieć pewność, że sygnał skurczu jest wyzwalany wyłącznie przez wirusa docelowego i nic więcej. Innymi słowy, odsetek wyników fałszywie pozytywnych będzie musiał być dokładnie zbadany i kontrolowany. To ciekawy pomysł, który zasługuje na więcej, uważne przestudiowanie.
Ma też znaczną konkurencję. Pomysłów na wykrywanie wirusów nie brakuje. Dużą zaletą tego rozwiązania jest to, że byłoby wystarczająco tanie, aby można go było szeroko rozpowszechniać, nawet w krajach rozwijających się.
I na tym polega kolejne wyzwanie. Po opracowaniu teorii stojącej za tymi detektorami i przeprowadzeniu symulacji ich zachowania, Shin i spółka muszą zbudować jeden, aby pokazać, że działa. I to nie tylko w laboratorium, ale we wszystkich ekstremalnych warunkach upału, wilgoci i brudu, z którymi regularnie spotykają się lekarze na całym świecie.
Nie ma wątpliwości, że powinno być możliwe osadzanie nici DNA w hydrożelu, aby tworzyć inteligentne bąble, które są tanie i proste. Ale dopóki Shin i nie udowodni, że plamy działają zgodnie z oczekiwaniami, pozostanie to tylko dobrym pomysłem, a nie potencjalnie zmieniającym życie produktem, który ci goście wyraźnie sobie wyobrażają.
Przed nimi znacząca praca. Będziemy obserwować, jak sobie poradzą.
Nr ref.:arxiv.org/abs/1310.5531: Wykrywanie wirusów przez mechaniczne napięcie DNA w elastycznych hydrożelach