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연구자들이 중성자 산란 실험과 분자 역학 시뮬레이션의 독특한 조합을 이용해서, RNA 약물들의 향상된 전달을 위한 디자인 원리를 밝혔다. RNA 약물들은 암과 유전 질환을 포함하는 많은 질환의 치료에서 전망이 밝다. tRNA 모형 시스템에서 그 연구진은 나노다이아몬드(nanodiamonds)가 물이 존재할 때 tRNA의 동력학을 증가시킨다는 것을 확인했다. 수화(hydration)는 생물분자들이 기능하기 위해서 필수적이고, 중성자들은 수화 물 분자들의 움직임과 그들이 둘러싸고 있는 생물분자들을 잘 구분할 수 있다. 따라서, 그 원자의 중성자 산란 신호들을 측정함으로써, 그 연구진은 물에서 tRNA의 움직임을 구분할 수 있었고, 다른 환경 조건에서 큰 분자들이 어떻게 이완하는지에 대한 귀한 통찰을 제공했다. 그들은 분자 역학 시뮬레이션을 이용해서 나노다이아몬드-물 상호작용과 나노다이아몬드 존재시 tRNA 역학의 특징을 밝혔다. 나노다이아몬드와 물, RNA 분자들 사이의 반응들이 나노다이아몬드의 표면에 물 층을 형성하는데, 이것이 나노다이아몬드에 대한 RNA의 강한 접촉을 막는다. RNA가 친수성이기 때문에, 나노다이아몬드 위에서 그 분자들은 과량의 수화로 팽창해서 그 분자의 이질적 역학을 약화시킨다. 그 연구진은 나노다이아몬드 표면을 화학적으로 기능화해서 이 역학을 미세조정할 수 있고, 더 나아가 그 효과를 증가시킬 수 있다고 제시했다. 그 발견은 약물 전달에서 나노다이아몬드의 잠재성 뿐만 아니라, 세균 및 바이러스성 질환의 치료에 관한 더 많은 연구에 도움이 될 것이다. 그 연구자들은 또한 다양한 시뮬레이션 시스템들과 중성자 실험들에 걸쳐서 매개변수들(force field)을 최적화할 수 있는 자동화된 시스템을 개발했는데, 이것은 앞으로 비슷한 실험들에게 큰 가치가 있을 것이다. |
