A nanorészecskékre adott molekuláris válaszreakciókkal foglalkozó új kutatások feltárják a nanoinformatika erejét

29. május 2023. (Nanowerk News) A kutatók egy új válaszmechanizmust fedeztek fel, amely kifejezetten az expozícióra jellemző nanorészecskék ami több fajra jellemző. A molekuláris válaszra vonatkozó adatkészletek nagy gyűjteményének elemzésével nanoanyagok, feltártak egy ősi epigenetikus védekezési mechanizmust, amely megmagyarázza, hogy a különböző fajok, az emberektől az egyszerűbb élőlényekig, hogyan alkalmazkodnak az ilyen típusú expozícióhoz. A projektet Giusy del Giudice doktori kutató és Dario Greco professzor vezette az Integrált Megközelítések Fejlesztési és Validációs Központjában (FHAIVE), a Tamperei Egyetemen, Finnországban, együttműködve egy finn, ír, lengyel, egyesült királyságbeli és ciprusi interdiszciplináris csapattal. , Dél-Afrika, Görögország és Észtország – köztük Vladimir Lobaskin docens, az írországi University College Dublin Physics UCD School of Physics munkatársa. A lap ben jelent meg Természet Nanotechnológia („Ősi molekuláris válasz a nanoanyag részecskékre”). A FHAIVE igazgatója, Greco professzor a következőket mondta: „Első alkalommal mutattuk be, hogy van specifikus válasz a nanorészecskékre, és ez összefügg azok nanotulajdonságaival. Ez a tanulmány rávilágít arra, hogy a különböző fajok hogyan reagálnak hasonló módon a részecskékre. Megoldást javasol az egy vegyi anyag egy aláírás problémájára, amely jelenleg korlátozza a toxikogenomikus anyagok használatát a kémiai biztonsági értékelésben.

A rendszerbiológia találkozik a nanoinformatikával

Vlagyimir Lobaskin egyetemi docens, a nanostrukturált biorendszerek szakértője elmondta: „E nagyszabású együttműködési munkában a Tamperei Egyetem és az UCD Fizikai Iskola által vezetett csapat nemcsak közös válaszokat fedezett fel a nanorészecskékre mindenféle növényi szervezetben. és a gerinctelenek az emberre, de a nanoanyagok közös jellemzői is, amelyek kiváltják ezeket a reakciókat.” Azt mondta: „Évente több tízezer új nanoanyag kerül a fogyasztói piacra. A környezet és az emberi egészség védelme érdekében óriási feladat minden lehetséges káros hatások kiszűrése. Ez lehet a tüdő károsodása, amikor belélegzünk port, mérgező ionok felszabadulását a porrészecskék, reaktív oxigénfajták képződését, vagy a sejtmembrán lipidjeinek nanorészecskék általi megkötését. Más szóval, minden a nanorészecskék felületén fellépő, viszonylag egyszerű fizikai kölcsönhatásokkal kezdődik, amelyeket a biológusok és a toxikológusok általában nem ismernek, de szükségük van rá, hogy megértsük, mitől kell félnünk, amikor nanoanyagoknak vannak kitéve.” Az elmúlt évtizedben az OECD-országok olyan mechanizmus-tudatos toxicitás-értékelési stratégiát fogadtak el, amely az Adverse Outcome Pathway elemzésen alapul, amely ok-okozati összefüggéseket állapít meg a betegséghez vagy a lakosságra gyakorolt ​​negatív hatáshoz vezető biológiai események között. A kedvezőtlen kimenetelű útvonal meghatározása után a biológiai események láncolata visszavezethető az eredetig – a molekuláris indító eseményig, amely elindította a kaszkádot. Az elmúlt évek toxikológiai adatainak statisztikai elemzésével nem sikerült azonosítani a káros következményekért felelős nanoanyagok tulajdonságait. A probléma az, hogy a gyártók által jellemzően biztosított anyagjellemzők, mint például a nanorészecskék kémiája és méreteloszlása, túl alapvetőek és nem elegendőek ahhoz, hogy biológiai aktivitásukat ésszerűen előre jelezzék. Egy korábbi munka, amelynek társszerzője az UCD School of Physics csapata, javasolta a nanoanyagok fejlett leíróinak összegyűjtését, szükség esetén számítástechnikai anyagtudomány felhasználásával, hogy megértsék a nanorészecskék biológiai molekulákkal és szövetekkel való kölcsönhatását, és lehetővé tegyék a molekuláris iniciáció előrejelzését. eseményeket. Ezek a fejlett leírók megadhatják az információ hiányzó bitjeit, és magukban foglalhatják az anyagok oldódási sebességét, a felületi atomok polaritását, a molekuláris kölcsönhatási energiákat, az alakot, a méretarányokat, a hidrofóbitás mutatóit, az aminosav- vagy lipidkötési energiát – valamint bármit, ami megzavarhatja a normál sejt- vagy szövetfunkciókat. Lobaskin docens és munkatársai az UCD Soft Matter Modeling Lab-ban az in silico anyagok jellemzésén dolgoztak, és értékelték azokat a leírókat, amelyek korrelálnak a nanorészecskék veszélyes potenciáljával. Azt mondta: „A legutóbbi jelen elemzésben Természet Nanotechnológia papíron először láthattuk, hogy mi a közös a különböző anyagok között, amelyek molekuláris szintű egészségügyi kockázatokkal járnak. Ez a kiadvány a nanoinformatika erejének első demonstrációja, egy új kutatási terület, amely kiterjeszti a cheminformatika és bioinformatika gondolatait, és egyben nagy ígéret is: a számítógépen létrehozott anyagok digitális ikerpárjai segítségével hamarosan újszerű anyagokat szűrhetünk és optimalizálhatunk. a biztonság és a funkcionalitás érdekében már a gyártás előtt is, hogy tervezésüknél fogva biztonságosak és fenntarthatóak legyenek.”

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoAiStream. Web3 adatintelligencia. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• A jövő pénzverése – Adryenn Ashley. Hozzáférés itt.
• Részvények vásárlása és eladása PRE-IPO társaságokban a PREIPO® segítségével. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php