나노기술 및 정책 정보

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아밀로이드는 분해에 저항하는 불용성 구조를 형성하는 장기 및 조직에서 발견되는 비정상적인 섬유성 세포 외 및 단백질성 침착물로, 질병을 동반 할 수 있으며 각 질병은 특정 단백질 또는 펩티드 응집체에 의해 특징지어짐. 아밀로이드 원 섬유와 나노결정의 기계적 특성은 2차원 및 4차원 구조와 분자 간 기하학에 따라 달라짐. 연구원들은 아밀로이드의 형태학적 및 기계적 이질성을 밝혀내기 위해 원자간력 현미경(AFM)을 포함한 고급 이미징 방법을 사용함.

최근 Advanced Science에 게재된 논문에서 Jozef Adamcik와 함께 ETH Zurich, Cambridge 대학, Luxemburg 대학 및 Shanghai 대학의 국제 연구팀은 결합된 단일 분자 나노 분광법을 시연함. 그들은 기술을 원자 모델링과 결합하여 아밀로이드 섬유소가 나노 스케일에서 헥사 펩타이드를 기반으로하는 아밀로이드 미세 결정으로의 구조적 전환을 이해함. 강화된 특성은 분자간 β- 시트 구조가 증가했기 때문이라고 함.

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아밀로이드는 단백질 또는 펩티드에서 발생하는 정렬이 잘된 구조이며 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 크로이츠 펠트-야콥병 및 소 해면상 뇌병증과 같은 수많은 신경 퇴행성 질환을 포함한 다양한 질병 과 관련됨. 그들의 생물/물리학적 특성을 이해하면 그들의 형성을 억제하는 많은 새로운 정보를 제공할 수 있지만, 재료 과학에서 많은 수의 펩티드와 단백질이 아밀로이드 구조로 자가 조립되는 능력은 이를 사용하여 생물 의학 및 나노기술 응용을 위한 새로운 나노물질을 개발하는 방법을 열어줌. 결과적으로 재료과학자들은 의학에서 나노기술에 이르는 광범위한 응용 분야에서 아밀로이드의 구조와 형태에 대해 연구함. 이 작업에서 Adamcik et al. hexapeptide 모델 시스템의 다형성을 조사하고 분석을 위해 피크 힘 정량적 나노 기계적 매핑 원자간력 현미경(PF-QNM-AFM)의 단일 분자 기능을 사용함. 이 방법은 AFM과 적외선 기술을 원자 모델링과 결합하여 단일 응집체의 규모에서 섬유소와 그 결정 형태의 나노 역학적, 화학적 및 구조적 특성을 연구하고 연관시킴.

이 연구는 아밀로이드 응집체의 원자적, 메조스코픽(mesoscopic) 및 진동 특성에 대한 전례 없는 지도를 제공하여 재료과학에서 나노의학에 이르는 응용 분야를 위한 열역학적으로 안정한 아밀로이드 결정의 분자 기원을 정교화시킴.