به نقل از «خبرگزاری برنا»

با استفاده از پروتئین‌ها سنتز نقاط کوانتومی ممکن شد!

تاریخ انتشار: ۲۸ آذر ۱۴۰۱ | کد خبر: ۳۶۶۵۵۳۴۰

محققان نشان دادند با استفاده از مهندسی پروتئین می توان نقاط کوانتومی را سریع تر، ارزان تر و در شرایطی با سمیت کمتر تولید کرد.

خبرگزاری برنا؛ به تازگی مقاله ای با عنوان A de novo protein catalyzes the synthesis of semiconductor quantum dots در نشریه Proceedings of the National Academy of Sciences به چاپ رسیده است که در آن محققان نشان دادند با استفاده از مهندسی پروتئین می توان نقاط کوانتومی را سریع تر، ارزان تر و در شرایطی با سمیت کمتر تولید کرد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

طبیعت از ۲۰ اسید آمینه متعارف به عنوان بلوک‌های سازنده برای ساخت پروتئین‌ها استفاده می‌کند و توالی‌های آن‌ها را برای ایجاد مولکول‌های پیچیده‌ای که عملکردهای بیولوژیکی را انجام می‌دهند، ترکیب می‌کند. اما درباره توالی‌هایی که طبیعت انتخاب نکرده‌اند چه اتفاقی می افتد؟ چه احتمالاتی در ساخت توالی‌های کاملاً جدید برای ساختن پروتئین های جدید (de novo) که شباهت کمی به هر چیزی در طبیعت هست، وجود دارد؟

این حوزه‌ای است که مایکل هخت، استاد شیمی، با گروه تحقیقاتی خود روی آن کار می کند.  آنها اولین پروتئین de novo (تازه ایجاد شده) شناخته شده را کشف کردند که سنتز نقاط کوانتومی را کاتالیز می کند. نقاط کوانتومی نانوبلورهای فلورسنتی هستند که در کاربردهای الکترونیکی از صفحه نمایش ال ای دی گرفته تا پنل های خورشیدی استفاده می شوند. کار آنها با نشان دادن اینکه توالی‌های پروتئینی که از طبیعت مشتق نشده‌اند می‌توانند برای سنتز مواد عملکردی با مزایای قابل توجه برای محیط زیست استفاده شوند، و در را برای ساخت نانومواد به روشی پایدارتر باز می‌کند. نقاط کوانتومی معمولاً در محیط‌های صنعتی با دماهای بالا و حلال‌های سمی و گران قیمت ساخته می‌شوند، فرآیندی که نه اقتصادی است و نه سازگار با محیط زیست. اما این گروه تحقیقاتی این فرآیند را در آزمایشگاه با استفاده از آب به عنوان یک حلال انجام دادند و یک محصول نهایی پایدار در دمای اتاق ساختند.

هچت، که این تحقیق را با گرگ اسکولز، پروفسور شیمی ویلیام اس. تاد و رئیس این دپارتمان رهبری می‌کرد، گفت:«ما علاقه‌مند به ساخت مولکول‌های اصلی حیات، یعنی پروتئین‌هایی هستیم که در طول زندگی به وجود نیامده‌اند. ما از برخی جهات می‌پرسیم، آیا جایگزین‌هایی برای زندگی کنونی وجود دارد؟ ما در حال ساخت پروتئین‌های جدیدی هستیم که هرگز در زندگی به وجود نیامده اند و کارهایی را انجام می دهند که در زندگی عادی وجود ندارند.»

فرآیند این تیم همچنین می‌تواند اندازه نانوذرات را تنظیم کند که رنگی را که نقاط کوانتومی در آن می‌درخشند یا فلورسنت می‌کنند، تعیین کند. این امکان برای برچسب گذاری مولکول ها در یک سیستم زیستی مانند رنگ آمیزی سلول‌های سرطانی در داخل بدن وجود دارد.

یوئیو یائو از محققان این پروژه گفت: «نقاط کوانتومی به دلیل اندازه‌های‌شان ویژگی‌های نوری بسیار جالبی دارند. آنها در جذب نور و تبدیل آن به انرژی شیمیایی بسیار خوب هستند، که آنها را برای ساخت پنل‌های خورشیدی یا هر نوع حسگری مفید می کند. اما از سوی دیگر، آنها در ساطع کردن نور در طول موج مورد نظر بسیار خوب هستند که آنها را برای ساخت صفحه نمایش LED مناسب می‌کند و از آنجایی که آنها کوچک هستند می‌توانند به برخی از موانع بیولوژیکی نفوذ کنند و کاربرد آنها در داروها و تصویربرداری بیولوژیکی به ویژه امیدوار کننده است.»

چرا از پروتئین های de novo استفاده کنیم؟ لی اسپنگلر، نویسنده اصلی این تحقیق و محقق فوق دکترای سابق در آزمایشگاه اسکولز، می‌گوید: «من فکر می‌کنم استفاده از پروتئین‌های de novo راهی را برای قابلیت طراحی باز می‌کند. یک کلمه کلیدی برای من “مهندسی” است. من می‌خواهم بتوانم پروتئین‌ها را برای انجام کار خاصی مهندسی کنم، و این نوعی پروتئین است که می‌توانید با آن این کار را انجام دهید.»

او افزود: «نقاط کوانتومی که ما می‌سازیم هنوز کیفیت بالایی ندارند، اما می‌توان با تنظیم سنتز آن را بهبود بخشید. ما می‌توانیم با مهندسی کردن پروتئین برای تأثیرگذاری بر شکل‌گیری نقاط کوانتومی به روش‌های مختلف به کیفیت بهتری دست یابیم.»

این تیم از پروتئین de novo به نام ConK برای کاتالیز کردن واکنش استفاده کرد. محققان برای اولین بار ConK را در سال ۲۰۱۶ از یک کتابخانه ترکیبی بزرگ از پروتئین ها جدا کردند. هنوز هم از اسیدهای آمینه طبیعی ساخته شده است، اما واجد شرایط شناخته شدن به عنوان “de novo” است زیرا توالی آن هیچ شباهتی به پروتئین طبیعی ندارد.

نقاط کوانتومی مورد استفاده در این تحقیق از سولفید کادمیوم ساخته شده است. کادمیوم یک فلز است، بنابراین محققان در این فکر بودند که آیا می توان از ConK برای سنتز نقاط کوانتومی استفاده کرد. کار آنها نتیجه داد. ConK سیستئین، یکی از ۲۰ اسید آمینه را به چندین محصول از جمله سولفید هیدروژن تجزیه می کند. این ماده به عنوان منبع فعال گوگرد عمل می‌کند که سپس با فلز کادمیوم واکنش می دهد. نتیجه CdS نقاط کوانتومی است.

اسپنگلر گفت: «برای ایجاد یک نقطه کوانتومی سولفید کادمیوم، به منبع کادمیوم و منبع گوگرد نیاز دارید. کاری که پروتئین انجام می دهد این است که منبع گوگرد را به آرامی در طول زمان می سازد. بنابراین، ما در ابتدا کادمیوم را اضافه می کنیم، پروتئین هم گوگرد تولید می کند، که سپس از آنها برای تولید نقاط کوانتومی استفاده می‌شود.

انتهای پیام/

آیا این خبر مفید بود؟

نتیجه بر اساس رای موافق و رای مخالف

منبع: خبرگزاری برنا

کلیدواژه: علم و فناوری پروتئین نقاط کوانتوم نقاط کوانتومی پروتئین ها برای ساخت

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.borna.news دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «خبرگزاری برنا» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۶۶۵۵۳۴۰ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

فوتسال نیاز به بازی با تیم‌های بزرگ دارد/ نگران جام جهانی هستیم

به گزارش خبرنگار مهر، تیم ملی فوتسال ایران پس از کسب سیزدهمین عنوان قهرمانی در رقابت‌های جام ملت‌های فوتسال ۲۰۲۴ آسیا که به میزبانی تایلند برگزار شد به ایران برگشت و باید در فرصت حدوداً ۴ ماهه ای که تا آغاز جام جهانی ازبکستان زمان دارد به آمادگی مطلوب برای موفقیت در این بازی‌ها برسد.

ناصر صالح کارشناس فوتسال و مدرس AFC در گفت و گو با خبرنگار مهر به تحلیل وضعیت تیم ملی و ارائه پیشنهادهایی برای رسیدن به آمادگی بهتر برای جام جهانی پرداخت.

این کارشناس فوتسال در خصوص شرایط تیم ملی در رقابت‌های جام ملت‌های آسیا گفت: پیش از هر چیز قهرمانی تیم ملی ایران را تبریک می گویم و برای این تیم آرزوی موفقیت دارم. اما باید به این مساله توجه کنیم که هر تیمی در هر تورنمنتی نقاط قوت و نقاط ضعفی دارد. به نظرم تیم ملی ایران با تمام شایستگی‌هایی که برای قهرمانی داشت با فراز و نشیب‌هایی هم مواجه بود و اگر بخواهد برای جام جهانی به آمادگی کامل برسد باید نقاط ضعف را برطرف کند.

ناصر صالح در خصوص جوان گرایی در تیم ملی گفت: ما بازیکنان جوانی داریم و وحید شمسایی کاری را انجام داد که باید پیش از او و ۱۰ سال پیش به صورت گام به گام انجام می‌شد که برای جام جهانی تیم باتجربه‌ای می‌داشتیم. اما شمسایی در نهایت، این جوان گرایی را در دستور کار قرار داد و تیم را برای جام ملت‌ها آماده کرد. بالطبع در برخی بازی‌ها خوب بود اما تیم در بعضی بازی‌ها با استرس بازی کرد و باعث شد نگرانی‌هایی برای جامعه فوتسال به وجود بیاید.

لزوم برگزاری دیدارهای تدارکاتی با تیم‌های طراز اول جهان

این کارشناس فوتسال برگزاری دیدارهای تدارکاتی با تیم‌های مطرح جهان را مهم‌ترین عامل برای آماده سازی تیم ملی پیش از جام جهانی عنوان کرد و گفت: پیش از جام ملت‌ها و در تورنمنت ویتنام برابر تیم مراکش که تیم قدرتمندی بود بازی را واگذار کردیم. در ۲ دیداری که برابر روسیه به میدان رفتیم در بازی دوم شکست خوردیم. پس اگر می‌خواهیم تیم خوبی را روانه جام جهانی کنیم نیاز است که فدراسیون فوتبال ایران بازی‌های تدارکاتی با تیم‌های بزرگ دنیا مثل اسپانیا، آرژانتین، برزیل، روسیه یا پرتغال انجام دهد تا نقاط ضعف و قوت مشخص شود و مربیان بتوانند این نقاط ضعف را ترمیم کنند.

وی ادامه داد: مربیان تیم ملی تمام تلاش خود را کردند و در تورنمنت‌هایی مثل کافا و ویتنام شرکت کردند. اما ضعف تیم در بازی با چنین تیم‌هایی مشخص نمی‌شود. اما اگر می‌خواهیم موفق باشیم شخص آقای مهدی تاج و احسان اصولی همت کنند و بازی‌های تدارکاتی با تیم‌های بزرگ دنیا را در دستور کار قرار دهند تا نگرانی‌هایی که در خصوص تیم ملی وجود دارد برطرف شود. تا روزی که با تیم‌های تراز اول بازی نکنیم نقاط ضعف مشخص نمی‌شود.

ناصر صالح در ادامه گفت: در تیم ملی بازیکنان جوان، با تکنیک و مهارت بالایی داریم اما این بازیکن‌ها در چنین بازی‌های تدارکاتی به آمادگی می‌رسند. مربیان ما نشان دادند کار خود را بلد هستند و می‌توانند تیم را به آمادگی برسانند. یکی از محدودیت‌هایی که تیم ملی با آن مواجه است مساله بودجه و هزینه‌ها است. برزیل برای جام برزیل ما را دعوت کرد اما ما حتی هزینه رفت و آمد را هم نداشتیم. اما فدراسیون با درایت و برنامه‌ریزی باید بتواند این محدودیت‌ها را برطرف کند. همه کشورها برای مسابقات خود برنامه‌ریزی بلند مدت انجام می‌دهند و ما متأسفانه در برنامه‌ریزی‌های بلندمدت با ضعف رو به رو هستیم.

بازیکنان ملی پوش باید در تمام تیم‌های لیگ برتر حاضر باشند

این مدرس AFC در خصوص شرایط لیگ برتر برای پرورش بازیکنان جوان گفت: در لیگ برتر ایران شرایط به گونه‌ای است که فقط چند باشگاه محدود از حضور بازیکنان لژیونر استفاده می‌کنند. تیمی مثل گیتی پسند تعداد زیادی بازیکن ملی پوش دارد. این مساله به تیم ملی لطمه می‌زند. چرا که تیمی مثل گیتی پسند با تمام بازیکنان باتجربه و ملی پوش خود با تیم‌هایی بازی می‌کند که بازیکنان جوان دارد و باعث می‌شود فشاری به این تیم وارد نشود و همین بازیکن‌هایی که در طور فصل تحت فشار بازی‌های سخت قرار نگرفته‌اند به تیم ملی می‌آیند.

وی ادامه داد: یکی از ضعف‌های بزرگ بازیکن‌های تیم ملی در جام ملت‌های آسیا دفاع یک در برابر یک بود و باعث می‌شد خطاهای زیادی مرتکب شویم. اما وظیفه سرمربی تیم ملی برطرف کردن یا ارائه تمرینات فردی به بازیکنان نیست و این نقایص باید در باشگاه‌ها برطرف شود. کاملاً مشخص است که باشگاه‌های ما نکات ریز دفاعی را با بازیکنان خود تمرین نکرده‌اند که وقتی این افراد به تیم ملی می‌آیند در هر بازی خطاهای زیادی مرتکب می‌شویم.

مربیان ملی و باشگاهی باید با هم هماهنگ باشند

وی بر لزوم هماهنگی و مشورت سرمربی و کادر فنی تیم ملی با کارشناسان و مربیان فوتسال تاکید کرد و گفت: زمانی که کادر فنی تیم ملی بازیکنان را به اردو فرا می‌خواند باید نکات و دیدگاه‌های تاکتیکی را پیاده کند. اما خطاهای زیاد به این معنا است که بازیکن ضعف فردی دارد و برخی از بازیکنان جوانی که به تیم اضافه شده بودند خطاهای زیادی مرتکب می‌شدند و وضعیت تمام باشگاه‌های ما به همین صورت است. وحید شمسایی باید با سرمربیان تیم‌های ملی جلساتی را برگزار کند و نکات فنی را با هم به اشتراک بگذارند که این مسائل در باشگاه‌ها برطرف شود. ما بازیکنان شایسته ای داریم و باید در باشگاه‌ها به اوج آمادگی فردی برسند.

ناصر صالح در پایان گفت: تیم ملی ایران به لحاظ تاکتیکی هم باید بازی کردن برابر تیم‌هایی که پشت نیم قوس تجمع می‌کنند و کار دفاعی انجام می‌دهند و به دنبال استفاده از ضدحملات هستند، بیشتر تمرین کند. تیم ملی ما باید بازی در فضاهای کوچک و بازی در زمین حریف را بهتر انجام دهد. درست است که در این بازی‌ها قهرمان شدیم اما بازی برابر ازبکستان نگرانی‌هایی را به وجود آورد. برای برطرف کردن چنین مسائلی لازم است آقای وحید شمسایی با پیشکسوتان و کارشناسان نشست‌هایی را برگزار کند و نقاط ضعفمان را تیم با هم فکری همه برطرف شود. در جام جهانی تیم‌های بزرگ دنیا حضور دارند و همه با آمادگی کامل پا به این بازی‌ها می‌گذارند. اگر بخواهیم برای این بازی‌ها آماده شویم باید حداقل ۴ برابر جام ملت‌ها آماده سازی خود را افزایش دهیم تا بازیکنان به هماهنگی کامل برسند و آمادگی کافی را به دست بیاورند.

کد خبر 6094521