Новое исследование молекулярного отклика на наночастицы раскрывает мощь наноинформатики

29 мая 2023 г.Новости Наноуэрк) Исследователи обнаружили новый механизм реакции, характерный для воздействия наночастицы что является общим для многих видов. Анализируя большую коллекцию наборов данных, касающихся молекулярной реакции на наноматериалы, они выявили наследственный эпигенетический механизм защиты, который объясняет, как разные виды, от людей до более простых существ, приспосабливаются к такому типу воздействия. Проект возглавляли доктор наук Джузи дель Джудиче и профессор Дарио Греко из Финского центра разработки и валидации комплексных подходов (FHAIVE), Университет Тампере, Финляндия, в сотрудничестве с междисциплинарной командой из Финляндии, Ирландии, Польши, Великобритании, Кипра. , Южная Африка, Греция и Эстония, включая доцента Владимира Лобаскина из Школы физики UCD, Университетский колледж Дублина, Ирландия. Газета была опубликована в Природа Нанотехнология («Наследственная молекулярная реакция на частицы наноматериала»). Директор FHAIVE профессор Греко сказал: «Мы впервые продемонстрировали, что существует специфический ответ на наночастицы, и он взаимосвязан с их нано-свойствами. Это исследование проливает свет на то, как разные виды животных одинаково реагируют на твердые частицы. Он предлагает решение проблемы «одно химическое вещество — одна сигнатура», которая в настоящее время ограничивает использование токсикогеномики в оценке химической безопасности».

Системная биология встречается с наноинформатикой

Доцент Владимир Лобаскин, который является экспертом в области наноструктурированных биосистем, сказал: «В этой крупной совместной работе команда под руководством Университета Тампере, включающая Школу физики UCD, не только обнаружила общие реакции на наночастицы у всех видов организмов растений. и беспозвоночных для людей, но также и общие черты наноматериалов, вызывающих эти реакции». Он сказал: «Ежегодно на потребительский рынок попадают десятки тысяч новых наноматериалов. Это огромная задача — проверить их все на возможные неблагоприятные последствия для защиты окружающей среды и здоровья человека. Это может быть повреждение легких при вдыхании пыли, высвобождение токсичных ионов частицами пыли, производство активных форм кислорода или связывание липидов клеточных мембран наночастицами. Другими словами, все начинается с относительно простых физических взаимодействий на поверхности наночастиц, которые обычно не известны биологам и токсикологам, но необходимы для понимания того, чего нам следует опасаться при воздействии наноматериалов». В последнее десятилетие страны ОЭСР приняли стратегию оценки токсичности с учетом механизма, основанную на анализе пути неблагоприятного исхода, устанавливающего причинно-следственные связи между биологическими событиями, приводящими к заболеванию или негативному воздействию на население. Как только путь неблагоприятного исхода определен, можно проследить цепочку биологических событий до источника — молекулярного инициирующего события, вызвавшего каскад. Попытки статистического анализа токсикологических данных последних лет не привели к выявлению свойств наноматериалов, ответственных за неблагоприятные исходы. Проблема заключается в том, что характеристики материалов, обычно предоставляемые производителями, такие как химический состав наночастиц и распределение по размерам, слишком просты и недостаточны для разумных прогнозов их биологической активности. В более ранней работе, в соавторстве с командой Школы физики UCD, предлагалось собрать набор расширенных дескрипторов наноматериалов, используя, при необходимости, вычислительное материаловедение, чтобы понять взаимодействие наночастиц с биологическими молекулами и тканями и сделать возможным предсказание молекулярного инициирования. события. Эти расширенные дескрипторы могут предоставить недостающие биты информации и включать скорость растворения материалов, полярность атомов на поверхности, энергию молекулярного взаимодействия, форму, соотношение сторон, индикаторы гидрофобности, энергию связывания аминокислот или липидов, а также все, что может может привести к нарушению нормальных функций клеток или тканей. Доцент Лобаскин и его коллеги из лаборатории моделирования мягких материалов UCD работали над характеристикой материалов in silico и оценивали дескрипторы, которые коррелируют с опасным потенциалом наночастиц. Он сказал: «В анализе, представленном в этом последнем Природа Нанотехнология бумаге мы впервые смогли увидеть, что общего между разными материалами связано с риском для здоровья на молекулярном уровне. Эта публикация является первой демонстрацией возможностей наноинформатики, новой области исследований, расширяющей идеи химико- и биоинформатики, а также большим обещанием: использование цифровых двойников материалов, созданных на компьютере, вскоре позволит нам проверять и оптимизировать новые материалы. для безопасности и функциональности еще до того, как они будут произведены, чтобы сделать их безопасными и устойчивыми по дизайну».

• SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
• ПлатонАйСтрим. Анализ данных Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
• Чеканка будущего с Эдриенн Эшли. Доступ здесь.
• Покупайте и продавайте акции компаний PREIPO® с помощью PREIPO®. Доступ здесь.
• Источник: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php