提供骨骼和牙齿状况信息的生物分子

材料研究人员在欧洲杯足球竞彩国家标准与技术研究所(NIST)我们发现了一个小的生物分子,它与身体的一个关键晶体结构——钙化合物——结合,钙化合物是牙齿和骨骼的基本组成部分。研究人员说,经过改进,这种新的分子可以成为一种高度鉴别的探针,用于与骨骼和牙齿相关的广泛诊断和治疗应用。

羟基磷灰石晶体的沉积物亮起亮绿色,在那里它们被NIST创造的一种新肽标记,专门与化合物结合。该肽已连接到荧光染色成像。

虽然它们的机械性能有所不同,但牙齿和骨骼的主要结构成分是一种称为羟基磷灰石的磷酸钙晶体化合物。晶体形态的细微变化解释了这些差异。识别和监测这种特殊晶体的形成对于研究各种问题的生物医学研究人员来说至关重要,这些问题包括牙齿的再矿化以修复龋齿损伤、人工关节的整合以及用于关节和骨置换的组织工程骨材料,以及基于细胞的骨组织再生疗法。欧洲杯足球竞彩

然而,到目前为止,还没有一种具体的、实用的方法来检测活体系统或组织样本中羟基磷灰石的形成。材料科学家可以通过散射X射线产生的图案来高可靠性地识别晶体结构,但这是一个复杂的过程,需要相当纯的样品,当然不能用于生命系统。有一些广泛使用的化学分析方法,例如von Kossa欧洲杯足球竞彩分析法,但这些也是破坏性试验,更重要的是,它们只测试元素钙或磷的存在。例如,他们无法区分无定形磷酸钙(一种前体物质)和羟基磷灰石晶体的沉积。

为了找到一种更具特异性、破坏性更小的探针,NIST团队使用了一种相对较新的技术,称为“噬菌体展示”,该技术可以快速创建和筛选大量生物分子以进行特定的相互作用。噬菌体是一种原始的、普遍存在的感染细菌的病毒。一些简单的噬菌体可以通过基因改造,在其外壳上随机组装短序列的氨基酸或称为肽的小蛋白质,作为结合位点。一个工程化的噬菌体群体将合成数十亿个随机肽。如果这些噬菌体在这种情况下暴露于靶表面羟基磷灰石晶体,然后被冲洗掉,那么留下的噬菌体往往会粘住。克隆存活者并在越来越严格的条件下重复几个周期,最终分离出少量候选肽,可进一步测试以测量其与目标的亲和力。

正如最近一篇论文所报道的那样,*NIST团队利用这项技术鉴定出一种新的肽,它依赖于羟基磷灰石的化学成分和晶体结构来结合到矿物表面。研究人员说,这种肽能够“识别”羟肟酸盐的特定结构,可以作为一种非破坏性标签,用于监测骨和牙齿矿化的进展,用于诊断和治疗。

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