Исследователи из Пенсильванского университета показали, что искусственная система, использующая «прошнурованный» ДНК гидрогель, может выделять определенный белок в ответ на соответствующий химический сигнал.

Гидрогель – сеть притягивающих воду полимерных цепей, которую можно использовать для стимуляции биологических тканей. Исследователям удалось воссоздать с его помощью систему сигнальных каналов, вроде той, где глюкоза запускает выработку инсулина.

«Мы пока провели опыты только в чаше Петри, — сказал профессор Юн Ван. – Эксперименты проходили на гладкомышечных клетках, хотя мы бы хотели работать с живым организмом».

Отчет специалистов представлен в Chemical Science.

«При рациональном дизайне эта биометрическая система из гидрогеля будет содержать общую платформу для управления выделением сигнальных белков. Она может использоваться для доставки лекарств, регулировании работы клеток, обнаружения веществ на молекулярном уровне и регенеративной медицины», — прокомментировал автор.

Материал сделан из полиэтилен гликоля, в который внедрено 2 типа ДНК. Одна из них –  аптамер, короткая нить, крепящаяся к химикату, который исследователи хотят выделить в клетку. В случае с глюкозой и инсулином структура соединяется с последним. Второй тип – двухцепочечная витая молекула, выбранная для реакции с сигнальным метаболитом (здесь – с сахаром) для запуска выброса химических веществ. При контакте структура распадается на 2 нити. Одна связывается с молекулой, вторая движется к аптомеру, побуждая его высвобождать привязанный к нему белок. Протеин затем может переместиться к своему стандартному активному центру для выполнения основных функций. Система может повторять цикл, пока в ней есть белок. Простого способа пополнять его запас у ученых пока нет, но они надеются усовершенствовать процесс.