Команда ученых Университета Монреаля создали программируемый термометр ДНК, который в 20000 меньше человеческого волоса. Этот научный прогресс может существенно помочь пониманию нанотехнологий, позволяя измерять температуру на наноуровне.
Более 60 лет назад, исследователи обнаружили, что молекулы ДНК, которые кодируют нашу генетическую информацию, может разворачиваться при нагревании. Ведущий автор Alexis Vallée-Bélisle говорит: «В последние годы биохимики также обнаружили, что биомолекулы, такие как белки или РНК (молекула, подобная ДНК) используются в качестве нанотермометров в живых организмах. Вдохновленный этими природными нанотермометрами, размер которых в 20000 меньше человеческого волоса, мы создали различные ДНК-структуры, которые могут складываться и раскладываться в определенном диапазоне температура».
Одним из основных преимуществ использования ДНК для конструирования молекулярных термометров является то, что химический состав ДНК является относительно простым и программируемым. Соавтор открытия David Gareau сказал: «ДНК состоит из четырех различных молекул мономеров, называемых нуклеотидами. Используя простые правила проектирования, мы способны создавать структуры ДНК, которые складываются и раскладываются при нужной температуре. Добавив оптические компоненты к этим структурам ДНК, мы можем создать термометры 5 нм в ширину, которые производят легко обнаруживаемый сигнал в зависимости от температуры».
Эти наноразмерные термометры открывают много интересных путей в новой области нанотехнологий, и даже способны обеспечить лучшее понимание молекулярной биологии. «Есть еще много нерешенных вопросов в биологии», добавляетVallée-Bélisle. «К примеру, мы знаем, что температура внутри человеческого тела поддерживается на уровне 37 °С, но мы не имеем ни малейшего понятия о изменении температуры на наноуровне внутри каждой отдельной клетки. Одним из вопросов, который сейчас расследуется нашей исследовательской группой, попытаться определить, могут ли наномашины и наномоторы, разработанные природой на протяжении миллионов лет эволюции, перегреваться при функционировании на высокой скорости. В ближайшее время, мы постараемся реализовать ДНК термометры для использования в электронных устройствах, чтобы контролировать изменение местной температуры на наноуровне».