Солнцезащитный крем на основе ДНК научили эволюционировать
Исследователи из Бингемтонского университета показали, что поглощение ультрафиолетового излучения пленками ДНК может возрастать при повторном воздействии.
Ультрафиолетовое излучение считается одним из основных факторов риска меланомы — наиболее агрессивной формы рака кожи. На молекулярном уровне негативный эффект опосредуется повреждением митохондриальной и геномной ДНК (деформацией цепочек, затрудняющей транскрипцию и репликацию), что ослабляет барьерные функции кожи и приводит к солнечному ожогу. Сейчас для профилактики таких нарушений нередко используются специальные крема — при определенных условиях они могут защищать ген р53. Последний регулирует восстановление мутантных клеток или, в случае невозможности, их гибель, и репарацию ДНК. Тем не менее, такие средства не обладают высокой надежностью, поэтому ученые ищут альтернативные способы защиты кожи.
В качестве альтернативы авторы новой работы предложили использовать пленки ДНК. Согласно прошлым наблюдениям, подобные структуры могут обладать специфическими электрическими и оптическими свойствами, но до сих пор их не испытывали на воздействие ультрафиолетового излучения. За основу пленок американские ученые взяли раствор с разной концентрацией натриевой соли ДНК из спермы лососевых, который смешивали с деионизированной водой до однородности и высушивали. Затем вещество обрабатывали электромагнитным излучением с разной длиной волны. Известно, что наиболее сильные ассоциации с меланомой имеют излучение в средневолновом (280–315 нанометров) и длинноволновом (315–400 нанометров) диапазонах — UVB и UVA соответственно.
Осмотр полученных пленок с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) показал, что в микрометровом масштабе конечный биоматериал представляет собой топографически неоднородную кристаллическую структуру. Согласно данным спектрофотометрии, хорошо с поглощением излучения в нужном диапазоне справляются только более плотные пленки — от 0,031 миллиграмма на квадратный миллиметр. Более того, эффективность образцов плотностью от 0,0124 миллиграмма на квадратный миллиметр не только не уменьшалась, но возрастала при повторном воздействии, особенно длинноволновым излучением (с длиной волн от 300 нанометров). При этом плотные пленки замедляли испарение воды с кожи и даже способствовали ее увлажнению.
По словам авторов, предложенная технология может найти применение в парфюмерной промышленности и медицине. Поскольку пленки ДНК наряду с защитой от ультрафиолетового излучения стимулируют гидратацию, потенциально их можно наносить на открытые раны без необходимости перевязки. Это упростит уход за поврежденной поверхностью и ускорит заживление.
Подробности исследования представлены в журнале Scientific Reports.
Ранее ученые описали неинвазивный метод, позволяющий стимулировать пигментацию кожи, вызывая искусственный загар.
Исследователи из Бингемтонского университета показали, что поглощение ультрафиолетового излучения пленками ДНК может возрастать при повторном воздействии.
Ультрафиолетовое излучение считается одним из основных факторов риска меланомы — наиболее агрессивной формы рака кожи. На молекулярном уровне негативный эффект опосредуется повреждением митохондриальной и геномной ДНК (деформацией цепочек, затрудняющей транскрипцию и репликацию), что ослабляет барьерные функции кожи и приводит к солнечному ожогу. Сейчас для профилактики таких нарушений нередко используются специальные крема — при определенных условиях они могут защищать ген р53. Последний регулирует восстановление мутантных клеток или, в случае невозможности, их гибель, и репарацию ДНК. Тем не менее, такие средства не обладают высокой надежностью, поэтому ученые ищут альтернативные способы защиты кожи.
В качестве альтернативы авторы новой работы предложили использовать пленки ДНК. Согласно прошлым наблюдениям, подобные структуры могут обладать специфическими электрическими и оптическими свойствами, но до сих пор их не испытывали на воздействие ультрафиолетового излучения. За основу пленок американские ученые взяли раствор с разной концентрацией натриевой соли ДНК из спермы лососевых, который смешивали с деионизированной водой до однородности и высушивали. Затем вещество обрабатывали электромагнитным излучением с разной длиной волны. Известно, что наиболее сильные ассоциации с меланомой имеют излучение в средневолновом (280–315 нанометров) и длинноволновом (315–400 нанометров) диапазонах — UVB и UVA соответственно.
Осмотр полученных пленок с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) показал, что в микрометровом масштабе конечный биоматериал представляет собой топографически неоднородную кристаллическую структуру. Согласно данным спектрофотометрии, хорошо с поглощением излучения в нужном диапазоне справляются только более плотные пленки — от 0,031 миллиграмма на квадратный миллиметр. Более того, эффективность образцов плотностью от 0,0124 миллиграмма на квадратный миллиметр не только не уменьшалась, но возрастала при повторном воздействии, особенно длинноволновым излучением (с длиной волн от 300 нанометров). При этом плотные пленки замедляли испарение воды с кожи и даже способствовали ее увлажнению.
По словам авторов, предложенная технология может найти применение в парфюмерной промышленности и медицине. Поскольку пленки ДНК наряду с защитой от ультрафиолетового излучения стимулируют гидратацию, потенциально их можно наносить на открытые раны без необходимости перевязки. Это упростит уход за поврежденной поверхностью и ускорит заживление.
Подробности исследования представлены в журнале Scientific Reports.
Ранее ученые описали неинвазивный метод, позволяющий стимулировать пигментацию кожи, вызывая искусственный загар.
