เอนไซม์กลายพันธุ์จะช่วยให้ไมโครชิปได้รับการแนะนำในเลือด

วันพฤหัสบดีที่ 28 กุมภาพันธ์ 2556 การสอบสวนนำโดยสภาวิจัยวิทยาศาสตร์ชั้นสูง (CSIC) ได้ทำการออกแบบเอนไซม์รุ่นนี้กลายพันธุ์ซึ่งยังคงความสามารถในการลดการออกซิไดซ์ภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรงของกระแสเลือด

Lacasa เป็นเอนไซม์ที่รู้จักกันดีในความสามารถสูงในการออกซิไดซ์สเปกตรัมของสารตั้งต้นในธรรมชาติโดยใช้ออกซิเจนจากอากาศและปล่อยน้ำเป็นผลพลอยได้เพียงอย่างเดียว เอนไซม์กลายพันธุ์ใหม่นี้ยังคงความสามารถในการลดการออกซิไดซ์ภายใต้สภาพแวดล้อมที่รุนแรงของกระแสเลือด

"วัตถุประสงค์ของการกลายพันธุ์นี้คือการทำหน้าที่เป็นองค์ประกอบของแบตเตอรี่ที่สร้างกระแสไฟฟ้าที่จำเป็นในการใช้งานอุปกรณ์นาโนที่ฝังในเส้นเลือด" อธิบายนักวิจัยที่สถาบันปฏิกิริยาและปิโตรเคมีของ CSIC และรับผิดชอบมิเกลนายกเทศมนตรี

ความสามารถในการลดการออกซิไดซ์ของ laccase ในรูปแบบดั้งเดิมนั้นถูกยับยั้งโดย pH ในเลือดและองค์ประกอบของเกลือ จากการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสารเคมีและชีววิทยาพบว่ากิจกรรมของเอนไซม์กลายพันธุ์ในเลือดนั้นมีค่าสูงกว่า 42, 000 เท่าของเอนไซม์เดียวกันในสภาพดั้งเดิม

ในขณะที่ CSIC อธิบายในข่าวประชาสัมพันธ์กระบวนการที่ทำให้เกิดการกลายพันธุ์นั้นมีพื้นฐานมาจากวิวัฒนาการทางตรง วิธีการนี้จะสร้างกระบวนการวิวัฒนาการทางธรรมชาติที่ปรับให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่ต้องการ นักวิจัย CSIC สารภาพว่า "มันจำเป็นต้องมีการสำรวจขนาดใหญ่ของห้องสมุดกลายพันธุ์และการวิเคราะห์มากกว่า 10, 000 โคลนเพื่อออกแบบการกลายพันธุ์ที่เหมาะสม: ChU-B laccase"

ทั้งสองรุ่นดังกล่าวของเอนไซม์และวิธีการในการพัฒนาได้ก่อให้เกิดสิทธิบัตร CSIC

'นาโนชิพอันยิ่งใหญ่'

ในลักษณะเดียวกับที่ธรรมชาติ laccase รับอิเล็กตรอนจากพื้นผิวที่แตกต่างกันเมื่อมันถูกตรึงอยู่ในแคโทดของ nanopila มันจะใช้อิเล็กตรอนจากขั้วบวกซึ่งเอนไซม์อื่นจะออกซิไดซ์กลูโคสในเลือด ด้วยวิธีนี้จะมีการผลิตกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องที่ช่วยให้การสร้างพลังงานที่จำเป็นสำหรับอุปกรณ์ทั้งหมดในการทำงาน

วัตถุประสงค์ของแหล่งพลังงานนี้คือการป้อนชิปฝังที่แจ้งโรงพยาบาลแบบไร้สายและในเวลาจริงเกี่ยวกับความเข้มข้นของสารที่แตกต่างกันในเลือดของผู้ป่วยเช่นกลูโคสออกซิเจนและอินซูลินรายงาน CSIC ใน คำแถลง

สำหรับเรื่องนี้พวกเขามีตัวแปลงสัญญาณที่มีเสาอากาศที่ส่งข้อมูลไปยังฐานข้อมูลของโรงพยาบาลและไบโอเซนเซอร์ที่รับผิดชอบในการวัดพารามิเตอร์ที่ต้องการ นายกเทศมนตรีระบุว่า "ขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ที่จะวัดไบโอเซนเซอร์จะต้องใช้เอนไซม์หนึ่งหรือเอนไซม์อื่น" ในกรณีของออกซิเจนตัวอย่างเช่นแลคเคสกลายพันธุ์ยังสามารถทำหน้าที่เป็นเอ็นไซม์วัดเนื่องจากเป็นแหล่งที่ใช้ในการจับอิเล็กตรอน อย่างไรก็ตามจำเป็นต้องใช้เอนไซม์กลูโคสออกซิเดสเพื่อตรวจวัดกลูโคส

สำหรับนักวิจัย CSIC "งานนี้แสดงให้เห็นถึงความก้าวหน้าที่โดดเด่นสำหรับการประยุกต์ใช้แลคเกอร์ในการออกแบบอุปกรณ์นาโนชีวภาพเพื่อวัตถุประสงค์ทางชีวการแพทย์" นายกเทศมนตรีอธิบาย: "มนุษย์กลายพันธุ์ที่มีความสามารถในการทำเลือดสามารถเข้าร่วมในอนาคตโดยคนอื่น ๆ ที่มีความสามารถในการทำงานในน้ำตาและของเหลวทางสรีรวิทยาของมนุษย์อื่น ๆ "

การวิจัยผลจากความร่วมมือกับนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแปดแห่งและศูนย์การวิจัยระหว่างประเทศและ บริษัท เอกชนสองแห่ง มันเป็นโครงการ 3D-nanobiodices ของโครงการ VII Framework ของสหภาพยุโรป

ที่มา: