De hogy kerül ezüst a DNS-be?
A DNS nem csak a szülők genetikai információit örökíti tovább az utódaikban, de egyes fémek nanoméretű részecskéivel kombinálva az anyatermészetet imitáló (biomimetikus) alkalmazásai is lehetnek.
Az ezüst nanoklaszterek teljesen más, korábban nem létező tulajdonságokkal bírhatnak, mint a természetes állapotában lévő ezüst. A nano szinten egyébként extrém reaktív ezüst atomok a DNS-el való körülbástyázásnak köszönhetően relatíve könnyen kezelhetővé válnak, ezt nevezik a nanoklaszter állapotú ezüst stabilizásálásának.
Közel 20 éve ismert, hogy a nanoezüstöt a DNS egyes molekuláival vegyítve pirosan és zölden fluoreszkáló anyagot, ún. fluorotóp DNS-stabilizált ezüst nanoklasztereket lehet előállítani, amelyek sejtszinten számos kémiai és bioszenzoros vizsgálatra alkalmazhatók.
Új spektrumba lépett a nanoezüst az MI segítségével
A University of California Irvine alá tartozó Copp Labs kutatói júliusban tettek közzé egy kutatást, amiben egy olyan, gépi tanulás által támogatott metódust dolgoztak ki, ami lehetővé teszi a DNS-stabilizált ezüst nanoklaszterek fény- és színkibocsátási tulajdonságainak kiterjesztését (jelerősítését) a közeli-infravörös (NIR) tartományba, így az élő sejtekbe elhelyezett nanoezüstből érkező jelek akár több centiméternyi élő szöveten keresztül is érzékelhetővé válnak egy külső szenzor számára.
A kívánt hatású nanoezüst-DNS kombináció létrehozásához a kutatócsoport a Finnországban üzemeltetett LUMI szuperkomputeren futtatott gépi tanulási program segítségével végigment a DNS-szekvencia egyes szakaszai és az ezüst nanoklasztereinek kombinációján. Az MI javaslatot tett arra, hogy milyen DNS molekulákkal kell ötvözni a nanoezüstöt ahhoz, hogy a kívánt hatást elérjék.
A kutatást vezető Stacy Copp-ot egy interjúban is kérdezték a DNS-stabilizált nanoezüst emberi genómra ható evolúciós jelentőségéről.
Nanoezüst: nem invazív, nem (annyira) toxikus
Copp szerint a DNS-nanoezüst ötvözet egyik fő előnye, hogy a kísérletben használt többi anyaggal ellentétben az ezüst – nanoléptékben - nem káros az emberre.
Így például az orvosdiagnosztika területén a fluoreszkáló ezüst nanoklaszterek hatékonyabb, olcsóbb és a radioaktív röntgen- és izotópos vizsgálatokhoz képest kímélőbb eljárást tesznek lehetővé a betegek, és az élő szövetben tumorok és egyéb rendellenességek után kutató orvosok és analitikusok számára.
Az ezüst - ahogy már évezredekkel ezelőtt - úgy ma is életeket ment: Indiában már 5000 évvel ezelőtt alkalmazták az ezüstöt az ájurvédikus orvoslásban; a modern időkben az ezüst katalizátorokat például a gyógyszergyártásban, az ezüstion bevonatú kötszereket pedig égési sérülések ápolására használják a kórházakban.
A Goldtresort alapító Juhász Gergely hozzáfűzte, hogy akkor sem lenne meglepve, ha a hadiipar részéről is élénk érdeklődés övezné a nem látható fényt kibocsátó nanoezüstöt, pl.: a barát-ellenség megkülönböztető rendszerek fejlesztése révén.
Bár akár évek, évtizedek is eltelhetnek addig, a nem túl távoli jövőben a DNS-stabilizált nanoezüst emberekbe való befecskendezése – akár békés, akár katonai céllal – mindennapossá is válhat, olvasható a Goldtresor blogján megjelent cikkben.
Forrás:
https://www.silverinstitute.org/wp-content/uploads/2023/09/SNAug2023.pdf
DNA, Silver Nanoclusters and Artificial Intelligence Team Up to Detect Tumors
https://www.silverinstitute.org/wp-content/uploads/2023/04/World-Silver-Survey-2023.pdf
World Silver Survey 2023 49.o. (pdf-ben 51. o.)
https://phys.org/news/2023-07-machine-enables-discovery-dna-stabilized-silver.html
Machine learning enables discovery of DNA-stabilized silver nanoclusters
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c05390
Chemistry-Informed Machine Learning Enables Discovery of DNA-Stabilized Silver Nanoclusters with Near-Infrared Fluorescence
https://doktori.bibl.u-szeged.hu/id/eprint/9733/1/Disszert%C3%A1ci%C3%B3_final.pdf
Janóné Ungor Ditta Anita: Arany nanorészecskék és nanoklaszterek szintézise, szerkezetvizsgálata és szenzorikai alkalmazásaik
https://open.spotify.com/episode/0ufQ3dwLhuTbAyyCWqEZKI?si=3ZNDu8WNR3Kp3lJIhpKHzg&t=2747&context=spotify%3Ashow%3A7wElFi1BcijqTGPW35Qt8O
How Science Happens: Stacy Copp (Spotify)
