Нове дослідження реакції молекул на наночастинки розкриває силу наноінформатики

29 травня 2023 (Новини Nanowerk) Дослідники виявили новий механізм відповіді на вплив наночастинки що є спільним для багатьох видів. Аналізуючи велику колекцію наборів даних щодо молекулярної реакції на наноматеріали, вони виявили епігенетичний механізм захисту предків, який пояснює, як різні види, від людей до простіших істот, адаптуються до такого типу впливу. Проект очолювали докторський дослідник Джузі дель Джудіце та професор Даріо Греко у Фінському центрі розробки та перевірки інтегрованих підходів (FHAIVE), Університет Тампере, Фінляндія, у співпраці з міждисциплінарною командою з Фінляндії, Ірландії, Польщі, Великобританії та Кіпру , Південна Африка, Греція та Естонія – включаючи доцента Володимира Лобаскіна зі Школи фізики UCD Університетського коледжу Дубліна, Ірландія. Стаття була опублікована в Природа нанотехнології («Молекулярна реакція предків на частки наноматеріалу»). Директор FHAIVE, професор Греко сказав: «Ми вперше продемонстрували, що існує специфічна реакція на наночастинки, і вона взаємопов’язана з їхніми нановластивостями. Це дослідження проливає світло на те, як різні види реагують на тверді частинки подібним чином. У ньому пропонується вирішення проблеми «один хімічний засіб — одна ознака», що наразі обмежує використання токсикогеноміки в оцінці хімічної безпеки».

Системна біологія зустрічається з наноінформатикою

Доцент Володимир Лобаскін, який є експертом у наноструктурованих біосистемах, сказав: «У цій великій спільній роботі команда під керівництвом Університету Тампере, включаючи Школу фізики UCD, не лише виявила загальну реакцію на наночастинки в усіх видах організмів, починаючи з рослин. і безхребетних для людини, а також загальні особливості наноматеріалів, що викликають ці реакції». Він сказав: «Десятки тисяч нових наноматеріалів потрапляють на споживчий ринок щорічно. Це величезне завдання перевірити їх усіх на можливі несприятливі наслідки для захисту навколишнього середовища та здоров’я людей. Це може бути пошкодження легенів, коли ми вдихаємо пил, вивільнення токсичних іонів частинками пилу, утворення активних форм кисню або зв’язування ліпідів клітинної мембрани наночастинками. Іншими словами, все починається з відносно простих фізичних взаємодій на поверхні наночастинок, які зазвичай не відомі біологам і токсикологам, але необхідні для розуміння того, чого нам слід побоюватися під час впливу наноматеріалів». За останнє десятиліття країни ОЕСР прийняли стратегію оцінки токсичності з урахуванням механізмів, засновану на аналізі негативних наслідків, який встановлює причинно-наслідкові зв’язки між біологічними подіями, що призводять до захворювання або негативного впливу на населення. Після визначення шляху несприятливого результату можна простежити ланцюжок біологічних подій назад до джерела – молекулярної ініціючої події, яка запустила каскад. Спроби статистичного аналізу токсикологічних даних останніх років не змогли визначити властивості наноматеріалу, відповідальні за несприятливі результати. Проблема полягає в тому, що характеристики матеріалу, як правило, надані виробниками, такі як хімічний склад наночастинок і розподіл розмірів, є надто базовими та недостатніми, щоб зробити розумні прогнози їх біологічної активності. Попередня робота, співавтором якої була команда Школи фізики UCD, запропонувала колекцію передових дескрипторів наноматеріалів, використовуючи, якщо необхідно, обчислювальну матеріалознавство, щоб зрозуміти взаємодію наночастинок з біологічними молекулами та тканинами та дозволити передбачити молекулярне ініціювання події. Ці розширені дескриптори можуть надати бракує інформації та включати швидкість розчинення матеріалів, полярність поверхневих атомів, енергію молекулярної взаємодії, форму, співвідношення сторін, показники гідрофобності, енергію зв’язування амінокислот або ліпідів, а також будь-що, що може спричинити порушення нормальних функцій клітин або тканин. Доцент Лобаскін і його колеги з UCD Soft Matter Modeling Lab працювали над характеристикою матеріалів in silico та оцінювали дескриптори, які корелюють з небезпечним потенціалом наночастинок. Він сказав: «В аналізі, представленому в цьому останньому Природа нанотехнології папері, ми вперше змогли побачити, що спільного між різними матеріалами, пов’язаними з ризиком для здоров’я на молекулярному рівні. Ця публікація є першою демонстрацією потужності наноінформатики, нової галузі досліджень, що поширює ідеї хімікоінформатики та біоінформатики, а також багатообіцяючим: використання цифрових двійників матеріалів, створених на комп’ютері, незабаром дозволить нам перевіряти та оптимізувати нові матеріали. для безпеки та функціональності ще до того, як вони будуть виготовлені, щоб зробити їх безпечними та стійкими за дизайном».

• Розповсюдження контенту та PR на основі SEO. Отримайте посилення сьогодні.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Розширення знань. Доступ тут.
• Карбування майбутнього з Адріенн Ешлі. Доступ тут.
• Купуйте та продавайте акції компаній, які вийшли на IPO, за допомогою PREIPO®. Доступ тут.
• джерело: https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=63069.php