Предлагаем Вашему вниманию самые оригинальные работы конкурса Нанознайка, организованного в рамках Третьей Всероссийской Интернет-олимпиады «Нанотехнологии – прорыв в Будущее» факультетом наук о материалах МГУ им.М.В.Ломоносова. Автор: Захарова Юлия Владимировна

Самые мелкие и таинственные возбудители инфекционных заболеваний. Их размер всего несколько нанометров, что в несколько раз меньше самого маленького вируса. Кто они? Прионы (рис. 1).

Рис. 1. Мал мала меньше

Прионовые белки присутствуют в организме всех здоровых животных, и не только у них. Они были найдены даже в дрожжах! Их функции пока до конца не известны, ясно лишь, что иногда они меняют свой внешний облик: их молекула разворачивается и сворачивается другим способом (аминокислотная последовательность остается прежней). При этом свойства белка кардинально меняются: он перестает работать, а вместо этого «заражает» своим примером «здоровые» прионы. Соединяясь между собой, «испорченные» прионы образуют бляшки или тонкие нити (рис 2). Еще одно важное свойство измененных прионов – они становятся чрезвычайно устойчивыми к любым внешним воздействиям. Их не убивает даже кипячение.

Рис. 2. Мозг больного губчатой энцефалопатией (пустые участки располагаются на месте бывших нервных клеток)

В конце XX века стало ясно, что прионы могут вызывать ряд серьезных заболеваний человека (болезнь Крейтцфельдта – Якоба, куру, иначе называемую «смеющейся смертью», семейную фатальную бессонницу) и животных (например, коровье бешенство и скрепи (почесуху) овец). Все эти заболевания объединяет одно – сходные изменения в головном мозге. При исследовании его под микроскопом он напоминает губку (рис. 3). Скопления прионов вызывают гибель клеток мозга, и на их месте образовываются полости, заполненные жидкостью.

Рис 3. Нормальная молекула прионного белка (золотистого цвета) и «испорченные» прионы (зеленые)

Прионные болезни могут возникнуть спонтанно, вероятно, в результате мутации каких-либо генов, контролирующих работу прионных белков. Но ими можно и заразиться, например, при употреблении недостаточно прожаренного мяса коров, больных коровьим бешенством. Коварство этих болезней заключается в том, что от момента заражения до появления первых симптомов проходит несколько лет (иногда более десяти). Диагноз означает приговор: на сегодняшний день лекарства от них не существует.

Однако необычные свойства «испорченных» прионов ученые пытаются использовать во благо человечества. Нейробиологи из команды Сьюзан Линдкуист (институт Уайтхед, США) поводят эксперименты по созданию сверхтонких проводов из молекул дрожжевых прионов. Пока им удалось получить нити длиной в нескольких миллиметром, а диаметром около 100 нанометров. Но это еще не предел! Если покрыть такую нить тонким слоем золота, то получатся «нанопровода», которые обладают малым сопротивлением (хорошо проводят электрический ток) и очень прочны. В будущем они могут пригодиться для создания наноприборов или миниатюрных устройств.