Diamentowe czujniki mają badać pojedyncze białka. Projekt UJ wybrano do finansowania

Czy pojedynczą cząsteczkę da się obserwować podobnie jak organizm podczas rezonansu magnetycznego? Naukowcy z Uniwersytetu Jagiellońskiego chcą sprawdzić to z pomocą specjalnie przygotowanych diamentów. O projekcie informuje portal faktykrakowa.pl. Badania mają pomóc uchwycić zmiany zachodzące w białkach, ale na razie chodzi o rozwój metody, a nie o gotowe urządzenie medyczne.

W Krakowie celują w obrazowanie w skali 10 nanometrów

Tradycyjne pomiary rezonansu magnetycznego obejmują sygnały pochodzące od wielu cząsteczek naraz. Zespół kierowany przez prof. Szymona Pustelnego z Wydziału Fizyki, Astronomii i Informatyki Stosowanej UJ chce opracować sposób, który pozwoli uzyskać informacje o obiektach znacznie mniejszych — w skali pojedynczych molekuł.

Projekt MRI-NOVA zakłada osiągnięcie rozdzielczości przestrzennej 10 nanometrów dla obiektów znajdujących się poza diamentem. To skala pozwalająca badać wiele białek. Naukowcy chcą między innymi obserwować, jak cząsteczki przemieszczają się przez błony komórkowe i jak zmieniają się białka w trakcie reakcji chemicznych.

Proponowana przez nas technika ma pozwalać obrazować obiekty w skali nanometrycznej i śledzić między innymi, jak cząsteczki przechodzą przez błony komórkowe oraz jak białka zmieniają się podczas reakcji chemicznych.

Badacze chcą również mierzyć odległości między wybranymi fragmentami cząsteczek. Takie pomiary mogą dostarczyć danych o trójwymiarowej budowie białek i jej zmianach w czasie.

Codziennie nowe informacje z Polski publikujemy na pl.news.

MRI-NOVA wykorzysta czułe defekty w diamencie

Czujnikiem mają być centra azot–wakancja, oznaczane skrótem NV. To mikroskopijne defekty w strukturze diamentu, które reagują na zmiany pola magnetycznego. Zespół planuje umieścić wiele takich centrów blisko powierzchni kryształu, by wykrywały słabe sygnały pochodzące od cząsteczek znajdujących się tuż nad nim.

Samo wykrycie sygnału nie wystarczy do stworzenia obrazu. Naukowcy chcą wykorzystać kontrolowane gradienty pola magnetycznego — jego wartość będzie się zmieniać w zależności od położenia. Ma to pomóc ustalić, z którego miejsca pochodzi dany sygnał.

W międzynarodowym konsorcjum, koordynowanym przez Uniwersytet Jagielloński, uczestniczą także Uniwersytet w Ulm, Instytut Optyki Kwantowej Maxa Plancka oraz Politechnika Federalna w Lozannie (EPFL). W prace zaangażowani są m.in. dr Piotr Put, prof. Fedor Jelezko, prof. Ignacio Cirac i prof. Aleksandra Radenovic.

Finansowanie wymaga jeszcze podpisania umów

Projekt wybrano do finansowania w konkursie EIC Pathfinder Open 2026. Spośród 2103 zgłoszeń wskazano 43 przedsięwzięcia; uczestniczy w nich łącznie 218 organizacji z 30 krajów. Konkurs jest częścią programu Horyzont Europa.

Planowany budżet MRI-NOVA to około 4 mln euro, z czego 1,4 mln euro ma przypaść UJ. Badania mają potrwać cztery lata, a ich rozpoczęcie zaplanowano na 1 stycznia 2027 roku. Jak wynika z informacji o projekcie, wybór do finansowania nie oznacza jeszcze wypłaty środków — konsorcjum przygotowuje umowy grantowe.

Jeśli metoda się sprawdzi, może w przyszłości znaleźć zastosowanie w badaniach chemicznych, pracach nad lekami i lepszym rozumieniu procesów związanych z chorobami, także neurodegeneracyjnymi. To jednak możliwe kierunki wykorzystania wyników, a nie zapowiedź szybkiego wdrożenia nowej diagnostyki. Po stronie zespołu pozostaje najpierw wykazanie, że diamentowe czujniki pozwolą uzyskać wiarygodne informacje o pojedynczych molekułach.

Źródło:

• faktykrakowa.pl: Diamenty pomogą zajrzeć do wnętrza białek? Naukowcy z UJ zdobyli miliony euro na badania