Nove raziskave molekularnega odziva na nanodelce razkrivajo moč nanoinformatike

29. maj 2023 (Nanowerk novice) Raziskovalci so odkrili nov odzivni mehanizem, specifičen za izpostavljenost nanodelci ki je skupna več vrstam. Z analizo velike zbirke naborov podatkov o molekularnem odzivu na nanomateriali, so razkrili epigenetski obrambni mehanizem prednikov, ki pojasnjuje, kako se različne vrste, od ljudi do preprostejših bitij, prilagodijo tovrstni izpostavljenosti. Projekt sta vodila doktorski raziskovalec Giusy del Giudice in profesor Dario Greco na Finskem vozlišču za razvoj in validacijo integriranih pristopov (FHAIVE), Univerza Tampere, Finska, v sodelovanju z interdisciplinarno ekipo iz Finske, Irske, Poljske, Združenega kraljestva in Cipra , Južna Afrika, Grčija in Estonija – vključno z izrednim profesorjem Vladimirjem Lobaskinom iz UCD School of Physics, University College Dublin, Irska. Prispevek je bil objavljen v Naravna nanotehnologija ("Molekularni odziv prednikov na delce nanomaterialov"). Direktor FHAIVE, profesor Greco, je dejal: "Prvič smo dokazali, da obstaja specifičen odziv na nanodelce in je med seboj povezan z njihovimi nano lastnostmi. Ta študija osvetljuje, kako se različne vrste na podoben način odzivajo na trdne delce. Predlaga rešitev problema ene kemikalije z enim podpisom, ki trenutno omejuje uporabo toksiogenomike pri oceni kemijske varnosti.

Sistemska biologija se sreča z nanoinformatiko

Izredni profesor Vladimir Lobaskin, ki je strokovnjak za nanostrukturne biosisteme, je dejal: »V tem velikem skupnem delu ekipa, ki jo je vodila Univerza v Tampereju in vključno s šolo za fiziko UCD, ni le odkrila skupnih odzivov na nanodelce v vseh vrstah organizmov od rastlin in nevretenčarjev za ljudi, ampak tudi skupne lastnosti nanomaterialov, ki sprožijo te odzive.« Dejal je: »Na deset tisoče novih nanomaterialov vsako leto doseže potrošniški trg. Ogromna naloga je pregledati vse glede morebitnih škodljivih učinkov za zaščito okolja in zdravja ljudi. Lahko gre za poškodbe pljuč, ko vdihavamo prah, sproščanje strupenih ionov s prašnimi delci, nastajanje reaktivnih kisikovih vrst ali vezavo lipidov celične membrane z nanodelci. Z drugimi besedami, vse se začne z razmeroma preprostimi fizičnimi interakcijami na površini nanodelcev, ki jih biologi in toksikologi običajno ne poznajo, vendar so potrebne, da bi razumeli, česa se moramo bati, ko smo izpostavljeni nanomaterialom.« V zadnjem desetletju so države OECD sprejele strategijo ocenjevanja toksičnosti, ki temelji na mehanizmu in temelji na analizi poti neželenih izidov, ki ugotavlja vzročne povezave med biološkimi dogodki, ki vodijo do bolezni ali negativnih učinkov na prebivalstvo. Ko je določena pot neželenih izidov, je mogoče slediti verigi bioloških dogodkov nazaj do izvora – molekularnega iniciacijskega dogodka, ki je sprožil kaskado. Poskusi statistične analize toksikoloških podatkov zadnjih let niso uspeli ugotoviti lastnosti nanomaterialov, ki so odgovorne za neželene rezultate. Težava je v tem, da so značilnosti materiala, ki jih običajno zagotovijo proizvajalci, kot sta kemija nanodelcev in porazdelitev velikosti, preveč osnovne in nezadostne, da bi lahko dali smiselne napovedi njihove biološke aktivnosti. Prejšnje delo, katerega soavtor je bila ekipa UCD School of Physics, je predlagalo zbirko naprednih deskriptorjev nanomaterialov z uporabo računalniške znanosti o materialih, če je potrebno, da bi razumeli interakcije nanodelcev z biološkimi molekulami in tkivi ter omogočili napovedovanje molekularne iniciacije dogodkov. Ti napredni deskriptorji lahko zagotovijo manjkajoče delčke informacij in vključujejo stopnje raztapljanja materialov, polarnost površinskih atomov, energije molekulskih interakcij, obliko, razmerja stranic, indikatorje hidrofobnosti, energijo vezave aminokislin ali lipidov – kot tudi vse, kar lahko povzročijo motnje normalnih funkcij celic ali tkiv. Izredni profesor Lobaskin in sodelavci pri UCD Soft Matter Modeling Lab so delali na karakterizaciji materialov in silico in ovrednotili deskriptorje, ki so povezani z nevarnim potencialom nanodelcev. Dejal je: »V analizi, predstavljeni v tem zadnjem Naravna nanotehnologija papirja smo prvič lahko videli, kaj je skupnega med različnimi materiali, povezanimi s tveganji za zdravje na molekularni ravni. Ta publikacija je prvi prikaz moči nanoinformatike, novega raziskovalnega področja, ki razširja ideje iz kemoinformatike in bioinformatike, obenem pa tudi velika obljuba: uporaba digitalnih dvojčkov materialov, ustvarjenih na računalniku, nam bo kmalu omogočila pregledovanje in optimizacijo novih materialov. za varnost in funkcionalnost, še preden so proizvedeni, da bodo po zasnovi varni in trajnostni.«

• Distribucija vsebine in PR s pomočjo SEO. Okrepite se še danes.
• PlatoAiStream. Podatkovna inteligenca Web3. Razširjeno znanje. Dostopite tukaj.
• Kovanje prihodnosti z Adryenn Ashley. Dostopite tukaj.
• Kupujte in prodajajte delnice podjetij pred IPO s PREIPO®. Dostopite tukaj.
• vir: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php