Nanoantena de DNA monitora proteínas emitindo sinais luminosos

Redação do Site Inovação Tecnológica - 11/01/2022

A interação com a proteína muda a cor da luz que a nanoantena emite, sinalizando o que está acontecendo.
[Imagem: Caitlin Monney]

Antena de DNA

Pesquisadores canadenses usaram moléculas de DNA para criar uma nanoantena capaz de detectar o movimento de proteínas, permitindo seu monitoramento ao longo do tempo.

Graças à flexibilidade e facilidade de seu processo de montagem, as moléculas de DNA rapidamente se colocaram entre as maiores estrelas da nanotecnologia, permitindo criar nanoestruturas e nanomáquinas, de sistemas ultracompactos de armazenamento de dados e processadores de DNA até diversos tipos de nanorrobôs de DNA.

"Inspirados nas propriedades 'tipo Lego' do DNA, com blocos de construção que são tipicamente 20.000 vezes menores do que um fio de cabelo humano, criamos uma nanoantena fluorescente baseada em DNA que pode ajudar a caracterizar a função das proteínas," contou o professor Alexis Vallée-Bélisle, da Universidade de Montreal.

Antena fluorescente

Ao contrário das antenas de rádio, que podem receber e transmitir ondas na faixa de radiofrequência, a nanoantena de DNA trabalha com luz, sendo ela própria fluorescente.

Assim, a nanoantena de DNA segue o caminho dos sensores, funcionando como uma sonda de espectroscopia que detecta e sinaliza alterações conformacionais das proteínas por meio de interações do corante da antena com a proteína - essas alterações fazem a nanoantena mudar a cor da luz que reflete.

"A nanoantena fluorescente recebe luz em uma cor ou comprimento de onda e, dependendo do movimento da proteína que ela detecta, ela transmite a luz de volta em outra cor, que podemos detectar," descreveu Alexis.

Uma grande vantagem de usar blocos fundamentais de DNA é que dá para montar a antena para diferentes aplicações e modos de funcionamento.

"As nanoantenas baseadas em DNA podem ser sintetizadas com diferentes comprimentos e flexibilidades para otimizar sua função," descreveu Scott Harroun, membro da equipe. "Pode-se facilmente anexar uma molécula fluorescente ao DNA e, em seguida, anexar essa nanoantena fluorescente a uma nanomáquina biológica, como uma enzima."

Nanomáquinas biológicas

O protótipo demonstrado pela equipe mede cinco nanômetros de comprimento e produz um sinal luminoso sempre que a proteína executa sua função biológica.

"Fomos capazes de detectar, em tempo real e pela primeira vez, a função da enzima fosfatase alcalina [em sua interação] com uma variedade de moléculas biológicas e drogas," disse Harroun. "Esta enzima tem sido implicada em muitas doenças, incluindo vários tipos de câncer e inflamação intestinal."

"Além de nos ajudar a entender como as nanomáquinas naturais funcionam ou param de funcionar, consequentemente levando a doenças, este novo método também pode ajudar os químicos a identificar novos medicamentos promissores, bem como orientar os nanoengenheiros para desenvolver nanomáquinas aprimoradas," acrescentou Dominic Lauzon, outro membro da equipe.

"Os resultados são tão empolgantes que estamos trabalhando atualmente na criação de uma empresa start-up para comercializar e disponibilizar esta nanoantena para a maioria dos pesquisadores e a indústria farmacêutica," concluiu o professor Alexis.

Apesar de a equipe dizer se tratar da "menor antena do mundo", na verdade já foram criadas antenas atômicas, capazes de converter sinais de luz em sinais eletrônicos.

Mais tópicos