Νέα έρευνα για τη μοριακή απόκριση στα νανοσωματίδια αποκαλύπτει τη δύναμη της νανοπληροφορικής

29 Μαΐου 2023 (Ειδήσεις Nanowerk) Οι ερευνητές ανακάλυψαν έναν νέο μηχανισμό απόκρισης ειδικά για την έκθεση σε νανοσωματίδια που είναι κοινό σε πολλά είδη. Αναλύοντας μια μεγάλη συλλογή συνόλων δεδομένων σχετικά με τη μοριακή απόκριση σε νανοϋλικά, αποκάλυψαν έναν προγονικό επιγενετικό μηχανισμό άμυνας που εξηγεί πώς διαφορετικά είδη, από ανθρώπους έως απλούστερα πλάσματα, προσαρμόζονται σε αυτό το είδος έκθεσης. Το έργο ηγήθηκε από τον διδακτορικό ερευνητή Giusy del Giudice και τον καθηγητή Dario Greco στο Φινλανδικό Κέντρο Ανάπτυξης και Επικύρωσης Ολοκληρωμένων Προσεγγίσεων (FHAIVE), Πανεπιστήμιο Tampere, Φινλανδία, σε συνεργασία με μια διεπιστημονική ομάδα από Φινλανδία, Ιρλανδία, Πολωνία, Ηνωμένο Βασίλειο, Κύπρος , Νότια Αφρική, Ελλάδα και Εσθονία – συμπεριλαμβανομένου του Αναπληρωτή Καθηγητή Vladimir Lobaskin από το UCD School of Physics, University College του Δουβλίνου, Ιρλανδία. Η εφημερίδα δημοσιεύτηκε στο Φύση Νανοτεχνολογία («Μια προγονική μοριακή απόκριση στα σωματίδια νανοϋλικών»). Ο διευθυντής του FHAIVE, καθηγητής Γκρέκο, δήλωσε: «Έχουμε αποδείξει για πρώτη φορά ότι υπάρχει μια συγκεκριμένη ανταπόκριση στα νανοσωματίδια και είναι αλληλένδετη με τις νανο-ιδιότητές τους. Αυτή η μελέτη ρίχνει φως στο πώς διάφορα είδη ανταποκρίνονται σε σωματίδια με παρόμοιο τρόπο. Προτείνει μια λύση στο πρόβλημα ενός χημικού-μίας υπογραφής, περιορίζοντας επί του παρόντος τη χρήση του τοξικογονιδιώματος στην αξιολόγηση χημικής ασφάλειας.»

Η Βιολογία Συστημάτων συναντά τη Νανοπληροφορική

Ο αναπληρωτής καθηγητής Vladimir Lobaskin, ο οποίος είναι ειδικός στα νανοδομημένα βιοσυστήματα, δήλωσε: «Σε αυτή τη σημαντική συλλογική εργασία, η ομάδα με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο του Τάμπερε και συμπεριλαμβανομένης της Σχολής Φυσικής του UCD όχι μόνο ανακάλυψε κοινές αποκρίσεις στα νανοσωματίδια σε όλα τα είδη οργανισμών από φυτά. και τα ασπόνδυλα στον άνθρωπο, αλλά και κοινά χαρακτηριστικά των νανοϋλικών που πυροδοτούν αυτές τις αποκρίσεις». Είπε: «Δεκάδες χιλιάδες νέα νανοϋλικά φτάνουν στην καταναλωτική αγορά ετησίως. Είναι τεράστιο έργο ο έλεγχος όλων για πιθανές δυσμενείς επιπτώσεις για την προστασία του περιβάλλοντος και της ανθρώπινης υγείας. Θα μπορούσε να είναι βλάβη στον πνεύμονα όταν εισπνέουμε σκόνη, απελευθέρωση τοξικών ιόντων από σωματίδια σκόνης, παραγωγή ενεργών ειδών οξυγόνου ή δέσμευση των λιπιδίων της κυτταρικής μεμβράνης από νανοσωματίδια. Με άλλα λόγια, όλα ξεκινούν με σχετικά απλές φυσικές αλληλεπιδράσεις στην επιφάνεια των νανοσωματιδίων που συνήθως δεν είναι γνωστές στους βιολόγους και τους τοξικολόγους, αλλά χρειάζεται να καταλάβουν τι πρέπει να φοβόμαστε όταν εκτιθέμεθα σε νανοϋλικά». Την περασμένη δεκαετία, οι χώρες του ΟΟΣΑ υιοθέτησαν μια στρατηγική αξιολόγησης τοξικότητας με επίγνωση του μηχανισμού, βασισμένη στην ανάλυση της οδού δυσμενούς έκβασης, η οποία καθιερώνει αιτιώδεις σχέσεις μεταξύ βιολογικών συμβάντων που οδηγούν σε ασθένεια ή αρνητικές επιπτώσεις στον πληθυσμό. Μόλις προσδιοριστεί η οδός δυσμενούς έκβασης, μπορεί κανείς να εντοπίσει την αλυσίδα των βιολογικών γεγονότων πίσω στην προέλευση - το μοριακό συμβάν εκκίνησης που πυροδότησε τον καταρράκτη. Οι προσπάθειες στατιστικής ανάλυσης των τοξικολογικών δεδομένων των τελευταίων ετών δεν κατόρθωσαν να εντοπίσουν τις ιδιότητες νανοϋλικών που ευθύνονται για τις δυσμενείς συνέπειες. Το πρόβλημα είναι ότι τα χαρακτηριστικά των υλικών που συνήθως παρέχουν οι παραγωγοί, όπως η χημεία των νανοσωματιδίων και η κατανομή μεγέθους, είναι πολύ βασικά και ανεπαρκή για να γίνουν λογικές προβλέψεις της βιολογικής τους δραστηριότητας. Μια προηγούμενη εργασία, που συνυπογράφει η ομάδα της Σχολής Φυσικής του UCD, πρότεινε τη συλλογή προηγμένων περιγραφών νανοϋλικών, χρησιμοποιώντας υπολογιστική επιστήμη υλικών εάν είναι απαραίτητο, για να κατανοήσουμε τις αλληλεπιδράσεις των νανοσωματιδίων με βιολογικά μόρια και ιστούς και να επιτρέψουμε την πρόβλεψη της μοριακής εκκίνησης. εκδηλώσεις. Αυτοί οι προηγμένοι περιγραφείς μπορούν να παρέχουν τα κομμάτια πληροφοριών που λείπουν και να περιλαμβάνουν τους ρυθμούς διάλυσης των υλικών, την πολικότητα των επιφανειακών ατόμων, τις ενέργειες μοριακής αλληλεπίδρασης, το σχήμα, τους λόγους διαστάσεων, τους δείκτες υδροφοβικότητας, την ενέργεια δέσμευσης αμινοξέων ή λιπιδίων – καθώς και οτιδήποτε μπορεί να προκαλέσει διαταραχή των φυσιολογικών λειτουργιών των κυττάρων ή των ιστών. Ο αναπληρωτής καθηγητής Lobaskin και οι συνεργάτες του στο UCD Soft Matter Modeling Lab εργάστηκαν πάνω στον χαρακτηρισμό υλικών πυριτίου και αξιολόγησαν τους περιγραφείς που συσχετίζονται με το επικίνδυνο δυναμικό των νανοσωματιδίων. Είπε: «Στην ανάλυση που παρουσιάζεται σε αυτό το τελευταίο Φύση Νανοτεχνολογία χαρτί, μπορέσαμε για πρώτη φορά να δούμε τι είναι κοινό μεταξύ διαφορετικών υλικών που σχετίζονται με τους κινδύνους για την υγεία σε μοριακό επίπεδο. Αυτή η δημοσίευση είναι η πρώτη επίδειξη της δύναμης της νανοπληροφορικής, ενός νέου πεδίου έρευνας που επεκτείνει τις ιδέες από τη χημειοπληροφορική και τη βιοπληροφορική, και επίσης μια μεγάλη υπόσχεση: η χρήση ψηφιακών δίδυμων υλικών που δημιουργούνται σε έναν υπολογιστή θα μας επιτρέψει σύντομα να εξετάσουμε και να βελτιστοποιήσουμε νέα υλικά για ασφάλεια και λειτουργικότητα, ακόμη και πριν από την παραγωγή τους, ώστε να είναι ασφαλή και βιώσιμα από το σχεδιασμό τους».

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• Minting the Future με την Adryenn Ashley. Πρόσβαση εδώ.
• Αγορά και πώληση μετοχών σε εταιρείες PRE-IPO με το PREIPO®. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php