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Una nuova potente supermolecola potrebbe rivoluzionare la scienza

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Quando gli scienziati hanno scoperto il DNA e hanno imparato a controllarlo, non solo la scienza ma la società è stata rivoluzionata. Oggi i ricercatori e l’industria medica creano abitualmente strutture di DNA artificiale per molti scopi, tra cui la diagnosi e il trattamento delle malattie.

La supermolecola: un matrimonio tra DNA e peptidi

Ora un team di ricerca internazionale riferisce di aver creato una potente supermolecola con il potenziale per rivoluzionare ulteriormente la scienza.

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Il lavoro è stato pubblicato sulla rivista Nature Communications. I ricercatori provengono da: University of Southern Denmark (Danimarca), Kent State University (USA), Copenhagen University (Danimarca), Oxford University (Regno Unito) e ATDBio (Regno Unito). Gli autori principali sono Chenguang Lou, professore associato, University of Southern Denmark e Hanbin Mao, professore, Kent State University, USA.

La prossima generazione di nanotecnologie

I ricercatori descrivono la loro supermolecola come un matrimonio tra DNA e peptidi.

Il DNA è una delle biomolecole più importanti, così come i peptidi; le strutture peptidiche vengono utilizzate, tra le altre cose, per creare proteine ​​artificiali e varie nanostrutture.

“Se combini questi due, come abbiamo fatto, ottieni uno strumento molecolare molto potente, che potrebbe portare alla prossima generazione di nanotecnologie; potrebbe permetterci anche di realizzare nanostrutture più avanzate, ad esempio, per rilevare malattie”, afferma l’autore corrispondente Chenguang Lou, professore associato presso il Dipartimento di Fisica, Chimica e Farmacia, Università della Danimarca meridionale.

La causa dell’Alzheimer

Secondo i ricercatori, un altro esempio è che questo matrimonio di peptidi e DNA può essere utilizzato per creare proteine ​​artificiali, che saranno più stabili e quindi più affidabili con cui lavorare rispetto alle proteine ​​naturali, che sono vulnerabili al calore, ai raggi UV, ai reagenti chimici, eccetera.

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“Il nostro prossimo passo sarà indagare se può essere utilizzato per spiegare la causa del morbo di Alzheimer in cui i peptidi malfunzionanti sono colpevoli”, ha affermato l’altro autore corrispondente, Hanbin Mao, professore alla Chimica e Biochimica, Kent State University.

Il lavoro di ricerca riporta le proprietà meccaniche di una nuova struttura composta da strutture di DNA a tre filamenti e strutture peptidiche a tre filamenti. Può sembrare semplice, ma è tutt’altro che.

Sinistra e destra in natura

È raro in natura che le strutture del DNA e dei peptidi siano chimicamente legate come questa nuova struttura.

In natura, spesso si comportano come cani e gatti, sebbene alcune interazioni chiave siano essenziali per qualsiasi organismo vivente. Una possibile ragione di ciò è la loro cosiddetta chiralità, a volte descritta anche come manualità.

Tutte le strutture biologiche, dalle molecole al corpo umano, hanno una chiralità fissa; pensa al nostro cuore, che è sempre posizionato nella parte sinistra del nostro corpo. Il DNA è sempre destrorso e i peptidi sono sempre mancini, quindi cercare di combinarli è un compito molto impegnativo.

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Cambio da sinistra a destra

“Immagina di voler impilare le tue due mani facendo combaciare ogni dito mentre entrambi i palmi sono rivolti nella stessa direzione. Scoprirai che è impossibile farlo. Puoi farlo solo se riesci a indurre le tue due mani ad avere la stessa chiralità”, ha affermato Hanbin Mao.

Questo è ciò che ha fatto il gruppo di ricerca; ingannato la chiralità. Hanno cambiato la chiralità del peptide da sinistra a destra, quindi si adatta alla chiralità del DNA e lavora con essa invece di respingerla.

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“Questo è il primo studio a dimostrare che la chiralità del DNA e delle strutture peptidiche possono comunicare e interagire, quando la loro manualità è cambiata”, ha affermato Chenguang Lou.

Allora perché abbiamo una mano sinistra e una destra?

I ricercatori riferiscono di essere i primi a fornire una risposta al perché il mondo biologico è chirale:

“La risposta è l’energia: il mondo chirale richiede l’energia più bassa per mantenersi, quindi è più stabile”, ha affermato Hanbin Mao.

In altre parole: la natura cercherà sempre di spendere meno energia possibile.

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