Znajdź zawartość

Naukowcy odtworzyli oleistą powłokę nanotuneli czułków samca jedwabnika. Wykorzystali ją w syntetycznych nanoporach, czyli otworach wytworzonych w krzemowych chipach, które stosuje się do badania pojedynczych cząsteczek. Osiągnięcie to pozwoli taniej sekwencjonować DNA lub analizować budowę białek, np. wywołujących chorobę Alzheimera. Pracami zespołu, którego artykuł ukazał się właśnie na łamach Nature Nanotechnology, kierował prof. Michael Mayer z Univeristy of Michigan. Inżynierowie podkreślają, że oleista powłoka umożliwia wyłapywanie i transportowanie żądanych cząsteczek przez nanopory (wcześniej łatwo się one zatykały). Co więcej, smar pozwala dostosowywać rozmiary otworów z niemal atomową precyzją. Zyskujemy ulepszone narzędzie do charakteryzowania biocząsteczek. Pozwala ono gromadzić informacje na temat ich rozmiarów, ładunku, kształtu, stężenia i prędkości, z jaką się organizują. To może nam pomóc w zdiagnozowaniu i ustaleniu, co idzie nie tak w chorobach neurodegeneracyjnych, w tym parkinsonizmie, alzheimeryzmie i pląsawicy Huntingtona. Dwuwarstwa lipidowa Amerykanów przypomina wyściółkę czułków samców jedwabników. Dzięki niej wyłapują one cząsteczki feromonów samic i transportują je przez nanotunele w szkielecie zewnętrznym aż do neuronów, które wysyłają sygnał do mózgu. Te feromony są lipofilowe. [...] Ulegają więc przechwyceniu i skoncentrowaniu na powierzchni warstwy lipidowej jedwabnika. Na zasadzie poślizgu feromony są przemieszczane do miejsca, gdzie powinny się znaleźć. Nasza nowa powłoka służy do tego samego celu. Mayerowi szczególnie zależy na badaniu beta-amyloidu. Tworzy on blaszki, które doprowadzają do obumierania neuronów w przebiegu choroby Alzheimera. Naukowiec zamierza przyjrzeć się ich kształtom, rozmiarom i sposobom formowania. Istniejące techniki nie pozwalają dobrze monitorować tego procesu. Podczas eksperymentów naukowcy umieszczają chip z nanoporami pomiędzy dwiema komorami z roztworem soli. Wkrapiają interesujące ich cząsteczki do jednej z nich i przez otwór przepuszczają prąd. Gdy każde białko lub cząsteczka przez niego przejdą, zmienia się rezystancja (oporność). Zakres zaobserwowanych zmian daje pogląd na kształt, wielkość i ładunek elektryczny analizowanych cząstek.

W czułkach brazylijskich mrówek polujących na termity wykryto miniaturowe magnesy, które pozwalają im nawigować jak ptakom, żółwiom morskim czy pstrągom. To dlatego owady te sprawiają wrażenie, jakby zawsze wiedziały, gdzie zmierzają i gdzie się aktualnie znajdują. Naukowcy z Brazylijskiego Centrum Badań Fizycznych w Rio de Janeiro badali różne części ciała schwytanych robotnic pod mikroskopem optycznym i elektronowym. W czułkach zwierząt wyryli duże ilości kryształów tlenków żelaza. Mrówki, które badaliśmy, żyją na glebach obfitujących w rozdrobnione minerały żelaza, tak więc materiału budulcowego mają pod dostatkiem. Wykorzystanie minerałów rozpoczyna się, kiedy tylko owady wchodzą w kontakt z ziemią – opowiada Jandira Ferreira de Oliveira. W czułkach mrówek znaleziono magnetyt, maghemit, getyt i krzemian glinu. Wszystkie wymienione związki tworzą coś w rodzaju igły kompasu. Na potrzeby badań zespół Oliveiry zbierał w Sao Paulo okazy mrówek z gatunku Pachycondyla marginata. Trasy ich migracji są zwykle odchylone o 13 stopni od osi geomagnetycznej Ziemi, a najsilniejszy sygnał wydobywa się z czułków. Substancje magnetyczne są w nich ulokowane w pobliżu narządu Johnstona. Znajduje się on w drugim członie czułków i niewykluczone, że również wchodzi w skład układu nawigacyjnego mrówek. Nie wszystkie mrówki znajdują drogę do gniazda w ten sam sposób. Te zamieszkujące pustynie wykształciły np. oczy wykrywające polaryzację światła.