Uusi tutkimus nanohiukkasten molekyylivasteesta paljastaa nanoinformatiikan voiman

29. toukokuuta 2023 (Nanowerk-uutiset) Tutkijat ovat löytäneet uuden vastemekanismin, joka on ominaista altistumiselle nanopartikkelit joka on yhteistä useille lajeille. Analysoimalla suurta kokoelmaa tietojoukkoja, jotka koskevat molekyylivastetta nanomateriaaleja, he ovat paljastaneet esi-isien epigeneettisen puolustusmekanismin, joka selittää, kuinka eri lajit ihmisistä yksinkertaisempiin olentoihin sopeutuvat tämäntyyppiseen altistumiseen. Projektia johtivat tohtoritutkija Giusy del Giudice ja professori Dario Greco Integroitujen lähestymistapojen kehittämisen ja validoinnin keskuksesta (FHAIVE), Tampereen yliopistosta, yhteistyössä poikkitieteellisen tiimin kanssa Suomesta, Irlannista, Puolasta, Iso-Britanniasta ja Kyprokselta. , Etelä-Afrikka, Kreikka ja Viro – mukaan lukien apulaisprofessori Vladimir Lobaskin UCD School of Physicsistä, University College Dublinista, Irlannista. Lehti julkaistiin v Luonnon nanoteknologia ("Esi-isien molekyylivaste nanomateriaalihiukkasille"). FHAIVEn johtaja, professori Greco sanoi: "Olemme osoittaneet ensimmäistä kertaa, että nanohiukkasille on erityinen vaste, ja se on yhteydessä niiden nano-ominaisuuksiin. Tämä tutkimus valaisee sitä, kuinka eri lajit reagoivat hiukkasaineisiin samalla tavalla. Se ehdottaa ratkaisua yksi kemikaali-yksi allekirjoitus -ongelmaan, joka tällä hetkellä rajoittaa toksikogenomisen käyttöä kemikaaliturvallisuuden arvioinnissa.

Systeemibiologia kohtaa nanoinformatiikan

Apulaisprofessori Vladimir Lobaskin, joka on nanorakenteisten biosysteemien asiantuntija, sanoi: "Tässä suuressa yhteistyössä Tampereen yliopiston ja UCD:n fysiikan korkeakoulun johtama tiimi ei ainoastaan ​​löytänyt yhteisiä reaktioita nanohiukkasille kaikenlaisissa kasveissa olevissa organismeissa. ja selkärangattomat ihmisille, mutta myös nanomateriaalien yhteiset piirteet, jotka laukaisevat nämä vasteet." Hän sanoi: "Kymmeniä tuhansia uusia nanomateriaaleja saapuu kuluttajamarkkinoille vuosittain. On valtava tehtävä seuloa ne kaikki mahdollisten haitallisten vaikutusten varalta ympäristön ja ihmisten terveyden suojelemiseksi. Se voi olla vaurioitunut keuhkoihin, kun hengitämme pölyä, myrkyllisten ionien vapautumista pölyhiukkasista, reaktiivisten happilajien tuotantoa tai solukalvon lipidien sitoutumista nanohiukkasten toimesta. Toisin sanoen, kaikki alkaa suhteellisen yksinkertaisista fysikaalisista vuorovaikutuksista nanohiukkasten pinnalla, joita biologit ja toksikologit eivät yleensä tunne, mutta joita tarvitaan ymmärtääksemme, mitä meidän pitäisi pelätä joutuessamme alttiiksi nanomateriaaleille. Viime vuosikymmenen aikana OECD-maat ovat ottaneet käyttöön mekanismitietoisen myrkyllisyyden arviointistrategian, joka perustuu Adverse Outcome Pathway -analyysiin, jossa selvitetään syy-yhteys biologisten tapahtumien välillä, jotka johtavat sairauteen tai negatiiviseen vaikutukseen väestöön. Kun haitallisen lopputuloksen reitti on määritetty, voidaan jäljittää biologisten tapahtumien ketju takaisin alkuperään - molekyylin aloitustapahtumaan, joka laukaisi kaskadin. Viime vuosien toksikologisten tietojen tilastollisen analyysin yritykset eivät ole onnistuneet tunnistamaan haitallisista seurauksista vastuussa olevia nanomateriaalien ominaisuuksia. Ongelmana on, että tuottajien tyypillisesti tarjoamat materiaaliominaisuudet, kuten nanohiukkasten kemia ja kokojakauma, ovat liian yksinkertaisia ​​ja riittämättömiä niiden biologisen aktiivisuuden järkevän ennustamiseen. UCD School of Physics -tiimin mukana kirjoittamassa aikaisemmassa työssä ehdotettiin kehittyneiden nanomateriaalien kuvaajien kokoelmaa käyttämällä tarvittaessa laskennallista materiaalitiedettä nanohiukkasten vuorovaikutusten ymmärtämiseksi biologisten molekyylien ja kudosten kanssa ja mahdollistaa molekyylin alkamisen ennustaminen. Tapahtumat. Nämä kehittyneet kuvaajat voivat tarjota puuttuvat tietobitit ja sisältävät materiaalien liukenemisnopeudet, pinnan atomien polariteetin, molekyylien vuorovaikutusenergiat, muodon, kuvasuhteet, hydrofobisuuden indikaattorit, aminohapon tai lipidien sitoutumisenergian – sekä kaiken, mikä voi aiheuttaa häiriöitä normaalissa solu- tai kudostoiminnassa. Apulaisprofessori Lobaskin ja kollegat UCD Soft Matter Modeling Labista ovat työstäneet in silico -materiaalien karakterisointia ja arvioineet kuvaajia, jotka korreloivat nanohiukkasten vaarallisen potentiaalin kanssa. Hän sanoi: "Tässä viimeisimmässä analyysissä Luonnon nanoteknologia paperilla, pystyimme ensimmäistä kertaa näkemään, mitä yhteistä on eri materiaaleilla, jotka liittyvät terveysriskeihin molekyylitasolla. Tämä julkaisu on ensimmäinen osoitus nanoinformatiikan tehosta, uusi tutkimusala, joka laajentaa kemikaaliformatiikan ja bioinformatiikan ideoita, ja samalla suuri lupaus: tietokoneella luotujen materiaalien digitaalisten kaksosten avulla voimme pian seuloa ja optimoida uusia materiaaleja. turvallisuuden ja toimivuuden vuoksi jo ennen kuin ne on valmistettu, jotta ne olisivat turvallisia ja kestäviä.

• SEO-pohjainen sisällön ja PR-jakelu. Vahvista jo tänään.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Tietoa laajennettu. Pääsy tästä.
• Tulevaisuuden lyöminen Adryenn Ashley. Pääsy tästä.
• Osta ja myy osakkeita PRE-IPO-yhtiöissä PREIPO®:lla. Pääsy tästä.
• Lähde: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php