Penelitian baru tentang respon molekuler terhadap nanopartikel mengungkap kekuatan nanoinformatika

29 Mei 2023 (Berita Nanowerk) Para peneliti telah menemukan mekanisme respons baru yang spesifik terhadap paparan nanopartikel yang umum untuk beberapa spesies. Dengan menganalisis sejumlah besar kumpulan data mengenai respons molekuler terhadap Nanomaterials, mereka telah mengungkapkan mekanisme pertahanan epigenetik leluhur yang menjelaskan bagaimana berbagai spesies, dari manusia hingga makhluk yang lebih sederhana, beradaptasi dengan jenis paparan ini. Proyek ini dipimpin oleh Peneliti Doktoral Giusy del Giudice dan Profesor Dario Greco di Finnish Hub for Development and Validation of Integrated Approaches (FHAIVE), Universitas Tampere, Finlandia, bekerja sama dengan tim interdisipliner dari Finlandia, Irlandia, Polandia, Inggris, Siprus , Afrika Selatan, Yunani dan Estonia – termasuk Associate Professor Vladimir Lobaskin dari UCD School of Physics, University College Dublin, Irlandia. Makalah ini diterbitkan di Nanoteknologi Alam (“Respon molekuler leluhur terhadap partikulat nanomaterial”). Direktur FHAIVE, Profesor Greco berkata: “Kami telah menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa ada respons spesifik terhadap partikel nano, dan itu terkait dengan sifat nano mereka. Studi ini menyoroti bagaimana berbagai spesies merespons partikel dengan cara yang sama. Ini mengusulkan solusi untuk masalah satu-kimia-satu-tanda tangan, yang saat ini membatasi penggunaan toksikogenomik dalam penilaian keamanan bahan kimia.”

Biologi Sistem bertemu dengan Nanoinformatika

Associate Professor Vladimir Lobaskin, yang ahli dalam biosistem berstruktur nano, mengatakan: “Dalam kerja kolaboratif besar ini, tim yang dipimpin oleh University of Tampere dan termasuk UCD School of Physics tidak hanya menemukan respons umum terhadap nanopartikel di semua jenis organisme dari tanaman. dan invertebrata pada manusia, tetapi juga fitur umum dari bahan nano yang memicu respons tersebut.” Dia berkata: “Puluhan ribu nanomaterial baru mencapai pasar konsumen setiap tahun. Ini adalah tugas yang sangat besar untuk menyaring mereka semua untuk kemungkinan efek buruk untuk melindungi lingkungan dan kesehatan manusia. Itu bisa berupa kerusakan paru-paru saat kita menghirup debu, pelepasan ion beracun oleh partikel debu, produksi spesies oksigen reaktif, atau pengikatan lipid membran sel oleh partikel nano. Dengan kata lain, semuanya dimulai dengan interaksi fisik yang relatif sederhana pada permukaan partikel nano yang biasanya tidak diketahui oleh ahli biologi dan ahli toksikologi, tetapi perlu memahami apa yang harus kita takuti saat terpapar bahan nano.” Dalam dekade terakhir, negara-negara OECD telah mengadopsi strategi penilaian toksisitas sadar-mekanisme berdasarkan analisis Adverse Outcome Pathway yang membangun hubungan kausal antara peristiwa biologis yang menyebabkan penyakit atau efek negatif pada populasi. Setelah Jalur Hasil yang Merugikan ditentukan, seseorang dapat melacak rantai peristiwa biologis kembali ke asalnya – peristiwa awal molekuler yang memicu kaskade. Upaya analisis statistik data toksikologi beberapa tahun terakhir belum berhasil mengidentifikasi sifat nanomaterial yang bertanggung jawab atas hasil yang merugikan. Masalahnya adalah karakteristik material yang biasanya disediakan oleh produsen, seperti kimia nanopartikel dan distribusi ukuran, terlalu mendasar dan tidak cukup untuk membuat prediksi yang masuk akal tentang aktivitas biologisnya. Karya sebelumnya, yang ditulis bersama oleh tim UCD School of Physics, menyarankan kumpulan deskriptor lanjutan dari bahan nano, menggunakan ilmu bahan komputasi jika perlu, untuk memahami interaksi partikel nano dengan molekul dan jaringan biologis dan memungkinkan prediksi molekul yang memulai. acara. Deskriptor canggih ini dapat memberikan potongan informasi yang hilang dan mencakup laju disolusi bahan, polaritas atom permukaan, energi interaksi molekuler, bentuk, rasio aspek, indikator hidrofobik, energi pengikat asam amino atau lipid – serta apa pun yang dapat menyebabkan gangguan fungsi sel atau jaringan normal. Associate Professor Lobaskin dan rekannya di UCD Soft Matter Modeling Lab telah mengerjakan karakterisasi bahan silico dan mengevaluasi deskriptor yang berkorelasi dengan potensi berbahaya partikel nano. Dia berkata: “Dalam analisis yang disajikan terbaru ini Nanoteknologi Alam kertas, kami untuk pertama kalinya dapat melihat kesamaan antara berbagai bahan yang terkait dengan risiko kesehatan pada tingkat molekuler. Publikasi ini adalah demonstrasi pertama dari kekuatan nanoinformatika, bidang penelitian baru yang memperluas ide-ide dari cheminformatics dan bioinformatics, dan juga janji besar: menggunakan materi kembaran digital yang dibuat di komputer akan segera memungkinkan kita untuk menyaring dan mengoptimalkan materi baru untuk keamanan dan fungsionalitas bahkan sebelum diproduksi untuk membuatnya aman dan berkelanjutan sesuai desain.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
• Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
• Sumber: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php