Создан самый тонкий в мире термометр, состоящий из цепочки молекулы ДНК - «Наука и технологии»

Исследователи из университета Монреаля (University of Montreal) создали своего рода термометр, состоящий из короткой цепочки молекулы ДНК, толщина которого в 20 тысяч раз меньше толщины человеческого волоса. Помимо обеспечения столь необычной методики измерения температуры, данное достижение может пролить свет на некоторые тонкости биологических процессов, происходящих в живых организмах на наноразмерном уровне.

Ученым уже достаточно долго известно, что форма молекулы ДНК начинает изменяться при изменении температуры окружающей среды. А недавние исследования показали, что абсолютно аналогичными свойствами обладают молекулы РНК и некоторых белков, которые реагируют на изменения температуры тела человека. И все это можно использовать для создания своего рода термометров, которые, в свою очередь, можно использовать для измерения температуры и некоторых других параметров прямо внутри живых клеток.

Одним из преимуществ использования ДНК является то, что эти молекулы изучены уже в достаточной степени. Они состоят из последовательности связанных между собой более простых молекул, оснований четырех типов. Свойства каждого основания известны достаточно хорошо и, используя эти знания, можно рассчитать последовательность соединения оснований так, что цепочка ДНК будет иметь строго заданные свойства. Ну а синтезировать молекулу искусственной ДНК с "запрограммированной" структурой в настоящее время не составляет никакого труда.

Используя имеющиеся знания, исследователи из университета Монреаля разработали структуру ДНК, которая сворачивается и разворачивается при повышении и понижении температуры с максимальной эффективностью. Добавив в структуру ДНК некоторые "оптические" компоненты, ученые получили возможность точно измерять изменения формы молекулы, вызванные изменениями температуры. Значение абсолютного изменения формы молекулы легко пересчитывается в значение температуры с достаточно высокой точностью, и молекула ДНК превращается в термометр, диаметром всего в 5 нанометров.

"В области биологии еще имеется масса вопросов, так и остающихся без ответа" - рассказывает профессор Валли-Белисл (Vallee-Belisle), - "Нам известно, что средняя нормальная температура человеческого тела составляет 36.6 градуса Цельсия. Но мы понятия не имеем, насколько велики могут быть температурные градиенты на наноразмерном уровне в пределах одной отдельной клетки. При помощи нового ДНК-термометра мы сможем попытаться найти ответ на этот вопрос и на массу других вопросов, имеющих большое значение для дальнейших продвижений в данной области науки".