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Nano-strumento ispirato dalla natura per la ricerca sulla neurodegenerazione
L'antenna della falena della seta ha ispirato i ricercatori dell'Università del Michigan a sviluppare uno strumento migliore di nanotecnologia che potrebbe aiutare a capire una classe di malattie neurodegenerative, tra cui il morbo di Alzheimer.
I nanopori (essenzialmente fori in un chip di silicio) sono strumenti di misurazione minuscoli che permettono lo studio di singole molecole o proteine. Anche i nanopori migliori oggi si intasano facilmente, quindi la tecnologia non è stata adottata intensamente in laboratorio.
Versioni migliorate dovrebbero costituire vantaggi importanti per un sequenziamento del DNA e un'analisi delle proteine più veloci e più economici.
"Ci possono dare strumenti migliori per caratterizzare le biomolecole," dice Michael Mayer, professore associato dell'Universitò di Miami, "per capire meglio la loro dimensione, la carica, la forma, la concentrazione e la velocità alla quale si riuniscono. E aiutarci eventualmente a diagnosticare e capire cosa non va in una categoria di malattie neurodegenerative che comprende il Parkinson, la corea di Huntington e il morbo di Alzheimer".
I ricercatori hanno costruito uno strato oleoso che intrappola e trasporta senza problemi le molecole che interessano attraverso dei nanopori. Il rivestimento permette inoltre di regolare le dimensioni del poro con precisione quasi atomica.
Il 'Doppio strato di lipidico fluido' di Mayer assomiglia a un rivestimento dell'antenna della falena di seta maschio che aiuta a annusare le falene femmine nelle vicinanze. Il rivestimento catture molecole di feromone in aria e li trasporta attraverso nanotunnels nell'esoscheletro alle cellule nervose che inviano un messaggio al cervello dell'insetto. "Questi feromoni sono lipofilici. A loro piace legarsi ai lipidi, materiali di tipo grasso. Così rimangono intrappolati e concentrati sulla superficie di questo strato lipidico nel lepidottero della seta. Il livello lubrifica il movimento dei feromoni verso il luogo dove devono essere. Il nostro nuovo rivestimento serve allo stesso scopo", ha detto Mayer.
Per utilizzare i nanopori negli esperimenti, i ricercatori hanno collocato il chip forato tra due camere di acqua salata. Hanno fatto cadere le molecole specifiche in una delle camere e hanno inviato corrente elettrica attraverso il poro. Passando attraverso i pori, ogni molecola di proteina ne ha cambiato la resistenza elettrica. La quantità di cambiamento osservato ha fornito informazioni preziose sulle dimensioni della molecola, la sua carica elettrica e la forma.
Grazie al loro ingombro ridotto e ai bassi requisiti di potenza, i nanopori potrebbero essere utilizzati anche per individuare agenti di guerra biologica. Lo studio è pubblicato online su Nature Nanotechnology.
Pubblicato su SiFi.com il 1 marzo 2011
Traduzione di Franco Pellizzari.
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