药物开发可能带有碰运气的成分，但现在，一种微小的、基于 DNA 的传感器可能会帮助简化这项任务。这种传感器充当“荧光纳米天线”，可以实时标记潜在药物是否与其靶标结合，或揭示其他细胞活动。
细胞利用蛋白质分子相互通信，并在全身触发功能。当这样的信息接触到细胞表面蛋白质时，其中一个分子会像钥匙打开锁一样改变形状，从而引发反应。荧光纳米天线的直径仅为五纳米——是典型细菌长度的二百分之一——可以与蛋白质在分子水平上结合和相互作用。每个纳米天线都可以针对特定的蛋白质；当该蛋白质改变形状时，结合的纳米天线也会移动，并在荧光显微镜下观察时发出特定的光。
在一项发表在《自然·方法》杂志上的研究中，研究人员利用这些新型纳米天线来标记特定消化蛋白质在溶液中执行五种不同活动的情况，例如对抗体反应和改变肠道酸度。“这是我们工具箱中的一个不错的工具，”该研究的资深作者、蒙特利尔大学的纳米技术研究员亚历克西斯·瓦莱-贝利斯勒说。
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其他研究人员已经用金属制造了纳米天线，这些天线可以附着在遇到的任何蛋白质上。但新型天线的 DNA 结构可以被编程为基于称为核苷酸的构建块序列粘附到特定的蛋白质或蛋白质区域。“它们就像乐高积木，”莱布尼茨光子技术研究所的物理学家米娜·耶希尔尤特说，她没有参与这项研究。“你可以创造无限的组合。”
研究作者表示，感知特定分子中的结构变化对于药物开发具有重大意义。瓦莱-贝利斯勒以一种参与将细胞转变为癌细胞的蛋白质为例。研究人员可以引入荧光纳米天线来监测药物是否成功阻止致癌蛋白质与实验室中健康的细胞类似物结合。
荧光纳米天线仍然受到与旧技术相同的许多限制，例如当蛋白质因天线本身的干扰而展开时产生的假阳性。“没有什么灵丹妙药可以解决这些问题中的所有问题，”加州大学圣克鲁斯分校的纳米等离子体工程师艾哈迈德·阿里·亚尼克说，他没有参与这项研究。
但亚尼克确实认为这种方法将是有用的——特别是考虑到与其他监测蛋白质的方法（如 X 射线晶体学）相比，它的相对经济性。“每个生物实验室都有一台荧光显微镜，”他说。“因此，这绝对是一种可以流行的技术。”