Ученые из института научных и промышленных исследований в Осаке разработали методику записи информации с помощью белков, содержащих флуоресцентную группу. Работа опубликована в журнале ACS' Langmuir.
В качестве носителей информации ученые использовали химически синтезированные белки, закрепленные на твердой подложке. Информацию записывали с помощью коротковолнового излучения, которое изменяет структуру белков. Стеклянную подложку с равномерно нанесенными белками облучали через трафарет. Таким образом, изменялась структура только тех белков, на которые попадало излучение. Белки, закрытые трафаретом, не изменялись.
Чтобы "прочитать" записанную информацию, ученые наносили на подложку с белками определенное вещество, которое образует прочные связи с их флуоресцентными группами. Белки, которые были закрыты трафаретом и сохранили свою флуоресцентную группу, связывали это вещество. А белки, потерявшие флуоресцентную группу под воздействием излучения, - нет.
Белки, связавшие "проявитель", можно увидеть в свете определенной длины волны. На иллюстрации вверху страницы приведена картинка из работы японских ученых. С помощью новой системы они записали и проявили аббревиатуру своего института.
Чтобы очистить носитель от информации необходимо просто облучить всю подложку коротковолновым светом, который "отсоединит" флуоресцентные группы ото всех белков. Простая химическая реакция присоединения флуоресцентных групп сделает носитель пригодным для новой записи.
Ученые определили, что полная запись информации в хорошем качестве проходит за одну минуту. Новая методика позволяет записывать информацию с высоким разрешением, благодаря малому размеру молекулы белка и практически одинаковому количеству фотонов, которые требуются для разрыва одной связи между белком и флуоресцентной группой.
Системы белков, закрепленных на твердой подложке, широко используются в молекулярной биологии и медицине. Они используются для создания биосенсоров, диагностических наборов и биочипов. Работа японских ученых показывает, что сфера использования таких систем существенно шире, и что в перспективе возможно их широкое внедрение в технологические процессы.