В Сибирском федеральном университете создают биосенсор с золотыми наночастицами для выявления опасных веществ и контроля биомаркеров стресса и онкологических недугов.
В Институте фундаментальной биологии и биотехнологии СФУ под руководством Раджива Ранджана и В. А. Кратасюк разрабатывают высокочувствительный биосенсор для обнаружения токсичных веществ с помощью биолюминесцентного ингибиторного анализа, а также для мониторинга белка теплового шока 90 (Hsp90) как биомаркера стресса и онкологических заболеваний.
Исследуем универсальные механизмы взаимодействия наноматериалов и биологических объектов разных уровней организации для разработки биосенсоров. В этих биосенсорах усиление биолюминесцентного сигнала, а значит, и чувствительности анализа, достигается за счет интеграции наночастиц с биолюминесцентными зондами — АТР и FMN.
ATP и FMN являются главными компонентами, необходимыми для работы люциферазы у светляков и бактерий, способных светиться.
Выбор этих биологических объектов обусловлен тем, что две биолюминесцентные системы нашли применение в создании биолюминесцентных биосенсоров для быстрого и точного анализа концентрации различных веществ.
Чтобы увеличить яркость свечения, предпочтение отдали золотым наночастицам (AuNP). Связывание таких частиц с молекулами, например, АТФ, приводило к увеличению сигнала в 150%, — рассказал Раджив Ранджан.
Особенности усиленной люминесценции золотых наночастиц можно применять для контроля над белком Hsp90, увеличенное содержание которого порой служит признаком стресса и онкологических болезней.
Разработан биологический модуль для контроля уровня белка стресса с помощью золотых наночастиц, связанные молекулами АТФ, отличающимися высокой устойчивостью.
Люминесцентная реакция с биологическим модулем в присутствии Hsp90 при определенных температурах восстанавливает структуру люциферазы и изменяет кинетику реакции, что позволяет измерить количество Hsp90 и таким образом обнаружить стресс или онкологическое заболевание.
Разработанный биологический модуль биосенсора можно использовать для выявления тяжёлых металлов и мониторинга стрессовых нагрузок у спортсменов.
Продолжается работа в данном направлении. Полученные наночастицы впоследствии применят для повышения чувствительности биолюминесцентных методик анализа, как разъясняет В.А.Кратасюк.
