بحث جديد حول الاستجابة الجزيئية للجسيمات النانوية يكشف قوة المعلوماتية النانوية

29 مايو 2023 (أخبار Nanowerk) اكتشف الباحثون آلية استجابة جديدة خاصة بالتعرض ل النانوية هذا أمر شائع لأنواع متعددة. من خلال تحليل مجموعة كبيرة من مجموعات البيانات المتعلقة بالاستجابة الجزيئية لـ المواد متناهية الصغرلقد كشفوا عن آلية دفاع جينية موروثة تشرح كيف تتكيف الأنواع المختلفة ، من البشر إلى المخلوقات البسيطة ، مع هذا النوع من التعرض. قاد المشروع الباحث الدكتوراه جوزي ديل جيوديس والبروفيسور داريو جريكو في المركز الفنلندي لتطوير والتحقق من المناهج المتكاملة (FHAIVE) ، جامعة تامبيري ، فنلندا ، بالتعاون مع فريق متعدد التخصصات من فنلندا ، أيرلندا ، بولندا ، المملكة المتحدة ، قبرص ، جنوب إفريقيا ، اليونان وإستونيا - بما في ذلك الأستاذ المشارك فلاديمير لوباسكين من كلية الفيزياء بجامعة دبلن الجامعية ، كلية دبلن الجامعية ، أيرلندا. تم نشر الورقة في طبيعة التكنولوجيا النانوية ("استجابة جزيئية سلفية لجزيئات المواد النانوية"). قال البروفيسور جريكو ، مدير FHAIVE: “لقد أظهرنا لأول مرة أن هناك استجابة محددة للجسيمات النانوية ، وأنها مرتبطة ببعضها البعض بخصائصها النانوية. تلقي هذه الدراسة الضوء على كيفية استجابة الأنواع المختلفة للمواد الجسيمية بطريقة مماثلة. وهي تقترح حلاً لمشكلة المادة الكيميائية الواحدة ذات التوقيع الواحد ، والتي تحد حاليًا من استخدام المواد السامة في تقييم السلامة الكيميائية ".

بيولوجيا الأنظمة تلتقي بالمعلوماتية النانوية

قال البروفيسور المشارك فلاديمير لوباسكين ، وهو خبير في النظم الحيوية ذات البنية النانوية: "في هذا العمل التعاوني الكبير ، لم يكتشف الفريق الذي تقوده جامعة تامبيري بما في ذلك كلية الفيزياء في UCD الاستجابات المشتركة للجسيمات النانوية عبر جميع أنواع الكائنات الحية من النباتات. واللافقاريات للإنسان ولكن أيضًا السمات المشتركة للمواد النانوية التي تؤدي إلى تلك الاستجابات ". قال: “تصل عشرات الآلاف من المواد النانوية الجديدة إلى السوق الاستهلاكية سنويًا. إنها مهمة هائلة لفحصها جميعًا بحثًا عن الآثار الضارة المحتملة لحماية البيئة وصحة الإنسان. يمكن أن يكون الضرر الذي يلحق بالرئة عندما نستنشق الغبار ، أو إطلاق الأيونات السامة بواسطة جزيئات الغبار ، أو إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية ، أو ارتباط دهون غشاء الخلية بالجسيمات النانوية. بعبارة أخرى ، يبدأ كل شيء بتفاعلات فيزيائية بسيطة نسبيًا على سطح الجسيمات النانوية التي عادة ما تكون غير معروفة لعلماء الأحياء وعلماء السموم ولكنها بحاجة إلى فهم ما يجب أن نخافه عند التعرض للمواد النانوية ". في العقد الماضي ، تبنت دول منظمة التعاون والتنمية في الميدان الاقتصادي (OECD) استراتيجية تقييم السمية المدركة للآلية بناءً على تحليل مسار النتائج العكسية التي تنشئ علاقات سببية بين الأحداث البيولوجية التي تؤدي إلى مرض أو تأثير سلبي على السكان. بمجرد تحديد مسار النتائج العكسية ، يمكن للمرء أن يتتبع سلسلة الأحداث البيولوجية رجوعًا إلى الأصل - الحدث البادئ الجزيئي الذي أطلق الشلال. لم تنجح محاولات التحليل الإحصائي لبيانات السموم في السنوات الأخيرة في تحديد خصائص المواد النانوية المسؤولة عن النتائج السلبية. تكمن المشكلة في أن الخصائص المادية التي يقدمها المنتجون عادةً ، مثل كيمياء الجسيمات النانوية وتوزيع الحجم ، أساسية للغاية وغير كافية لعمل تنبؤات معقولة عن نشاطهم البيولوجي. اقترح عمل سابق ، شارك في تأليفه فريق UCD School of Physics ، مجموعة واصفات متقدمة للمواد النانوية ، باستخدام علم المواد الحسابية إذا لزم الأمر ، لفهم تفاعلات الجسيمات النانوية مع الجزيئات والأنسجة البيولوجية وتمكين التنبؤ بالبدء الجزيئي الأحداث. يمكن أن توفر هذه الواصفات المتقدمة الأجزاء المفقودة من المعلومات وتتضمن معدلات انحلال المواد ، وقطبية ذرات السطح ، وطاقات التفاعل الجزيئي ، والشكل ، ونسب العرض إلى الارتفاع ، ومؤشرات كره الماء ، وطاقة ربط الأحماض الأمينية أو الدهون - بالإضافة إلى أي شيء آخر قد يسبب اضطرابًا في وظائف الخلايا أو الأنسجة الطبيعية. عمل البروفيسور لوباسكين Lobaskin وزملاؤه في مختبر UCD Soft Matter Modeling على توصيف مواد السيليكو وقاموا بتقييم الواصفات التي ترتبط بالخطر المحتمل للجسيمات النانوية. قال: “في التحليل المقدم في هذا الأخير طبيعة التكنولوجيا النانوية على الورق ، تمكنا لأول مرة من معرفة ما هو مشترك بين المواد المختلفة المرتبطة بالمخاطر الصحية على المستوى الجزيئي. هذا المنشور هو أول عرض لقوة المعلوماتية النانوية ، وهو مجال بحثي جديد يوسع الأفكار من المعلوماتية والمعلوماتية الحيوية ، وهو أيضًا وعد كبير: باستخدام التوائم الرقمية للمواد التي تم إنشاؤها على الكمبيوتر ، سيتمكننا قريبًا من فحص المواد الجديدة وتحسينها للأمان والوظائف حتى قبل إنتاجها لجعلها آمنة ومستدامة حسب التصميم ".

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• أفلاطونايستريم. ذكاء بيانات Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• سك المستقبل مع أدرين أشلي. الوصول هنا.
• شراء وبيع الأسهم في شركات ما قبل الاكتتاب مع PREIPO®. الوصول هنا.
• المصدر https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php