_ Echipa de cercetare proiectează un „mașină de tuns iarba” cu proteine ​​​​de margine

O colaborare condusă de SFU a proiectat primul motor pe bază de proteine ​​sintetice care valorifică reacțiile biologice pentru a alimenta și se propulsează.

„Imaginați-vă dacă un Roomba ar putea fi alimentat doar de murdăria pe care o culege”, spune profesorul de fizică SFU Nancy Forde, unul dintre autorii studiului.

Lucrul echipei, condus de Ph.D. SFU Physics. absolventul Chapin Korosec și publicat în Nature Communications, descrie un motor molecular pe bază de proteine ​​numit „The Lawnmower”, care a fost conceput pentru a tăia un gazon de „iarbă” cu peptide. Motorul folosește enzima digestivă tripsina pentru a tăia peptidele și a le converti în energia de care are nevoie pentru a se autopropulsa.

Cercetătorii de la SFU și din Lund, Suedia au demonstrat că mașina de tuns iarba este capabilă să se miște singur. și pot fi direcționate în direcții specifice folosind o pistă special concepută, un pas important către implementarea lor într-o varietate de setări.

Descoperirile echipei se bazează pe decenii de cercetare privind rolul și funcția motoarelor moleculare în organisme. . După cum explică cercetătorii, toate sistemele vii, de la oameni la plante la bacterii, sunt menținute în viață de motoarele moleculare bazate pe proteine. Aceste motoare convertesc energia chimică dintr-o formă în alta pentru a efectua lucrări utile, cum ar fi facilitarea diviziunii celulare, livrarea mărfurilor, înotul către alimente sau lumină și menținerea țesuturilor sănătoase.

Mașina de tuns iarba este primul dispozitiv motor artificial creat. cu proteine ​​din natură. După cum explică Forde, aceste experimente îi ajută pe cercetători să ne testeze înțelegerea modului în care funcționează motoarele moleculare în natură.

„Dacă regulile pe care le-am învățat din studierea motoarelor moleculare ale naturii sunt corecte și suficiente, atunci ar trebui să putem pentru a construi motoare din diferite părți de proteine ​​și a le face să funcționeze în moduri așteptate”, spune ea.

În viitor, motoarele moleculare pot avea aplicații importante în medicină și biocomputing. În corpul uman, proteinele motorii sunt deosebit de importante pentru transportul încărcăturii în interiorul neuronilor. Cunoașterea modului în care funcționează aceste mașini moleculare poate fi esențială pentru înțelegerea și tratarea bolilor motoneuronilor, cum ar fi scleroza multiplă și paraplegia spastică.

Mașinile moleculare concepute pentru a imita procesele biologice pot ajuta, de asemenea, furnizorii de servicii medicale să ofere un tratament mai direcționat pentru boli.

„Se crede că gripa funcționează ca un motor molecular pentru a se infiltra în zona din jurul celulelor pentru a le infecta”, spune Forde. „Poate că motoarele sintetice ar putea folosi aceeași abordare, dar în loc să infecteze celulele, ele ar putea fi proiectate pentru a furniza sarcini utile de medicamente pentru a ținti în mod specific celulele bolnave.”

„Suntem inspirați de fizicianul câștigător al premiului Nobel. , Richard Feynman, care a scris celebrul „Ceea ce nu pot crea, nu înțeleg”. Lucrarea echipei noastre urmărește să testeze înțelegerea noastră a principiilor operaționale fundamentale ale mașinilor moleculare, încercând să le creăm de la zero.”

(Fluierul)