藥物開發可能帶有碰運氣的成分，但現在，一種微小的、基於 DNA 的感測器可能會幫助簡化這項任務。這種感測器充當“熒光奈米天線”，可以即時標記潛在藥物是否與其靶標結合，或揭示其他細胞活動。
細胞利用蛋白質分子相互通訊，並在全身觸發功能。當這樣的資訊接觸到細胞表面蛋白質時，其中一個分子會像鑰匙開啟鎖一樣改變形狀，從而引發反應。熒光奈米天線的直徑僅為五奈米——是典型細菌長度的二百分之一——可以與蛋白質在分子水平上結合和相互作用。每個奈米天線都可以針對特定的蛋白質；當該蛋白質改變形狀時，結合的奈米天線也會移動，並在熒光顯微鏡下觀察時發出特定的光。
在一項發表在《自然·方法》雜誌上的研究中，研究人員利用這些新型奈米天線來標記特定消化蛋白質在溶液中執行五種不同活動的情況，例如對抗體反應和改變腸道酸度。“這是我們工具箱中的一個不錯的工具，”該研究的資深作者、蒙特利爾大學的奈米技術研究員亞歷克西斯·瓦萊-貝利斯勒說。
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其他研究人員已經用金屬製造了納米天線，這些天線可以附著在遇到的任何蛋白質上。但新型天線的 DNA 結構可以被程式設計為基於稱為核苷酸的構建塊序列粘附到特定的蛋白質或蛋白質區域。“它們就像樂高積木，”萊布尼茨光子技術研究所的物理學家米娜·耶希爾尤特說，她沒有參與這項研究。“你可以創造無限的組合。”
研究作者表示，感知特定分子中的結構變化對於藥物開發具有重大意義。瓦萊-貝利斯勒以一種參與將細胞轉變為癌細胞的蛋白質為例。研究人員可以引入熒光奈米天線來監測藥物是否成功阻止致癌蛋白質與實驗室中健康的細胞類似物結合。
熒光奈米天線仍然受到與舊技術相同的許多限制，例如當蛋白質因天線本身的干擾而展開時產生的假陽性。“沒有什麼靈丹妙藥可以解決這些問題中的所有問題，”加州大學聖克魯斯分校的奈米等離子體工程師艾哈邁德·阿里·亞尼克說，他沒有參與這項研究。
但亞尼克確實認為這種方法將是有用的——特別是考慮到與其他監測蛋白質的方法（如 X 射線晶體學）相比，它的相對經濟性。“每個生物實驗室都有一臺熒光顯微鏡，”他說。“因此，這絕對是一種可以流行的技術。”