Bakterieprotein tjener som sensor

Et tysk-fransk team ledet af prof. dr. Jan C. Behrends og dr. Gerhard Baaken fra universitetet i Freiburg og dr. Abdelghani Oukhaled fra universiteterne i Evry og Cergy-Pontoise har udviklet en metode, der er i stand til præcist at måle størrelsen på individuelle molekyler. For at gøre det, forskerne brugte proteinet aerolysin fra bakterien Aeromonas hydrophila i stedet for det protein, der tidligere blev brugt til dette formål, alfa-hæmolysin fra bakterien Staphylococcus aureus. Metoden forbliver uændret:Proteinet danner en pore i en kunstig cellemembran. Forskerne indsætter det molekyle, hvis størrelse de ønsker at måle, i denne pore ved at lede en ionstrøm igennem den. Molekylet blokerer delvist denne strøm - svarende til den måde et objekt oplyst af et spotlight kaster en skygge på. Resten af ​​ionstrømmen, som gør det gennem poren, kan derefter bruges til at måle molekylet. "Den nye pore er meget mere velegnet til at bestemme hele størrelsesområdet af molekyler, " siger Behrends.

Forskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet ACS Nano .

Den vigtigste fordel ved den nye metode er, at polymerer - kædemolekyler sammensat af gentagne elementer - forbliver i den nye pore meget længere end et millisekund, mens de kun bliver i hæmolysinporen i mindre end et millisekund. Metoden giver forskere mulighed for at bestemme forskellen i størrelse mellem to molekyler, der kun adskiller sig med hensyn til et enkelt led i kæden. Polymerer som de vandopløselige, ikke giftig, og ikke-allergen polyethylenglycol har en bred vifte af anvendelser inden for medicin og bioteknologi. For eksempel, de kan øge stabiliteten af ​​medicinske midler. Dette kræver præcis information om, hvor store kædeleddene i molekylet er, og hvordan de er fordelt. Den nye og forbedrede metode er i stand til at give denne information - selv i tilfælde af korte kæder, hvis størrelse var næsten umulig at skelne med den pore, der tidligere blev brugt til dette formål. "Den tekniske gennemførlighed af denne metode til at bestemme størrelsen af ​​vandopløselige polymerer er således nu inden for rækkevidde, " siger Behrends.

Forskningen blev finansieret af den internationale forskeruddannelsesgruppe Soft Matter Science fra University of Freiburg og Ionera Techologies GmbH, en spin-off fra University of Freiburg. Primærforfatter Gerhard Baaken er også administrerende direktør for Ionera. Jan C. Behrends leder Membrane Physiology and Technology Working Group ved Institut for Fysiologi ved Universitetet i Freiburgs Medicinske Fakultet.