Protein, der kunne forhindre kemisk krigsangreb oprettet

Et hold, der omfatter Rutgers-forskere, har designet et syntetisk protein, der hurtigt opdager molekyler af en dødelig nervegift, der er blevet klassificeret af FN som et masseødelæggelsesvåben og kan bruges i et kemisk krigsangreb.

Denne udvikling kan bane vejen for en ny generation af skræddersyede biosensorer og behandlinger, der kan anvendes mod den kemiske krigsførelse, VX, sagde videnskabsmænd.

Som beskrevet i Science Advances , skabte holdet proteinet gennem et specielt design på højhastighedscomputere i Rutgers laboratorier.

"Vi har lavet et kunstigt protein, der binder et kemisk mål - i dette tilfælde VX-nerveagenset," sagde Vikas Nanda, en forfatter på undersøgelsen og en videnskabsmand ved Rutgers' Center for Advanced Biotechnology and Medicine (CABM). "Vi ønskede at designe det til at generere et signal, der kunne kobles til en enhed, og lave en biosensor til kemiske våben. Og det har vi været i stand til at opnå."

VX er en lugtfri, smagløs, menneskeskabt kemisk forbindelse, der er den mest giftige og hurtigvirkende af nogen af ​​de kendte kemiske krigsførelsesmidler. Det virker ved at angribe nervesystemet og forårsage muskellammelse og død via kvælning inden for få minutter. Fordi VX er klassificeret som et masseødelæggelsesvåben, er det forbudt for lande at oplagre det. Imidlertid har nationer tilladelse til at opbevare små mængder til forskning.

Rutgers-teamet designede proteinet til at have et hulrum i midten, der matchede den præcise form og kemiske sammensætning af VX. Samarbejdspartnere ved City College i New York tog Rutgers-designet og producerede en rigtig version af proteinet, rensede det og sendte prøven på is natten over til en godkendt kemisk våbentestfacilitet, MRIGlobal i Kansas City, Mo. Der blev proteinet testet mod VX inden for 24 timer.

"Proteinet gennemgik en dramatisk formændring og begravede VX i det hulrum, vi designede," sagde Nanda, som også er professor i afdelingen for biokemi og molekylærbiologi ved Rutgers Robert Wood Johnson Medical School. "Denne formændring er signalet, som kunne kobles til en sensorenhed."

Proteinet, sagde Nanda, kan detektere VX på niveauer, der er tusind gange mere følsomme end nuværende teknologier. Derudover producerer proteinet ikke falske positiver, der opstår, når nutidens sensorer ved et uheld opdager ikke-nerveagens kemikalier, der ligner hinanden, som nogle pesticider.

Ifølge hjemmesiden for U.S. Centers for Disease Control and Prevention blev VX eller andre nervemidler muligvis brugt i kemisk krigsførelse under Iran-Irak-krigen i 1980'erne. Kemiske våbeneksperter har påstået, at det også er blevet brugt for nylig i krigsførelse og i et tilfælde et attentat. Selvom modgift er tilgængelige til VX, er de mest nyttige, hvis de gives så hurtigt som muligt efter eksponering.

"Den designmetode, der præsenteres her, skulle muliggøre udviklingen af ​​en ny generation af biosensorer, terapi og diagnostik," sagde Nanda.

Douglas Pike, en kandidatstuderende ved CABM, var involveret i undersøgelsen. Derudover var James McCann, Mia Brown og Ronald Koder fra Institut for Fysik, City College i New York og David Crouse fra Institut for Elektro- og Computerteknik, Clarkson University, på undersøgelsen. + Udforsk yderligere

Team skaber den første VX-neurotoksindetektor nogensinde