雪城大学艺术与科学学院的一位物理学家希望通过一种新型纳米材料来改进癌症检测。物理学教授Liviu Movileanu发明了一种微型传感器，可以检测、表征和分析血清中的蛋白质相互作用(ppi)。PPIs提供的信息可能对生物医学行业大有裨益，因为研究人员正试图消除导致癌细胞生长和扩散的蛋白质。Movileanu的发现是《自然生物技术》(Nature Biotechnology)上一篇论文的主题，论文作者之一是博士生阿维纳什库马尔塔库尔(Avinash Kumar Thakur)。Movileanu说：对人类基因组的详细了解为识别与其他蛋白质短暂物理关联的许多功能性蛋白质开辟了一个新领域。这些质子泵抑制剂强度的主要扰动会导致疾病，由于这些相互作用的暂时性，需要新的方法来评估它们。
博科园-科学科普：进入Movileanu的实验室，它设计、创建和优化了一种称为纳米生物传感器的独特的生物物理工具。这些高度敏感的、基于孔的工具在单分子水平上检测机械过程，如pi。尽管质子泵抑制剂在人体各处都有发生，但现有的检测方法很难检测到它们(即质子泵抑制剂)。在美国PPIs影响细胞信号和癌症的发展)持续约一毫秒。Movileanu的反应是在细胞膜上制造一个孔——一个被称为纳米孔的孔洞——通过这个孔洞他可以发射电流。当蛋白质靠近纳米孔或通过纳米孔时，电流的强度会发生变化。这些变化使他能够确定每种蛋白质的特性，并最终确定其特性。这个概念并不新鲜——它在20世纪80年代首次提出——但直到最近科学家才开始大规模制造和表征纳米生物传感器，以检测DNA、糖、爆炸物、毒素和其他纳米材料。
Movileanu希望他的实时技术能在癌症扩散之前检测到它们，他特别感兴趣的一种癌症是淋巴细胞白血病(lymphocytic leukemia)，这是一种常见的侵袭性疾病，开始于骨髓，然后扩散到血液中。因为白血病细胞不成熟，不能正常死亡，所以它们经常失去控制。Movileanu解释说：白血病细胞在骨髓中堆积，排挤正常健康的细胞。其他癌症通常起源于乳房、结肠或肺部(然后扩散到骨髓)，而淋巴细胞白血病则起源于淋巴结，因此得名。今年夏天，他又从国家自然科学研究所获得了一笔为期四年的拨款——这是他迄今为止第三笔100万美元的拨款——用于制造纳米生物传感器。这个项目涉及纽约州立大学北部医科大学的同事，由Michael Cosgrove G'93, G'98领导，他是生物化学和分子生物学副教授。
Movileanu的项目是一个新兴领域interactomics的一部分，该领域使用实验和计算技术研究蛋白质之间的相互作用以及这些相互作用的后果。物理系生物物理学和生物材料研究组成员Movileanu说：从单个蛋白质样本中收集到的数据是巨大的，纳米结构使我们能够以敏感、具体和定量的方式观察生化事件，之后可以对单个蛋白质样本做出可靠的评估。未来Movileanu希望在更复杂的生物样本中研究前列腺素，比如细胞裂解液(含有“破碎”细胞的液体)和组织活检。在罗马尼亚布加勒斯特大学获得实验物理学博士学位的Movileanu说：如果我们知道细胞的各个部分是如何运作的，就能搞清楚为什么细胞会从正常功能向肿瘤样状态转变，微型传感器可能在生物标志物筛选、蛋白质分析和蛋白质(被称为蛋白质组学)的大规模研究方面做出重大贡献。
博科园-科学科普｜研究/来自：锡拉丘兹大学
参考期刊文献:《Nature Biotechnology》
DOI: 10.1038/nbt.4316
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