Forskere tager et skridt hen imod at skabe en aksel-rotor nanomaskine

Et stort team af forskere ved University of Washington, der arbejder med kolleger fra Université Montpellier og Fred Hutchinson Cancer Research Center, har taget et stort skridt hen imod skabelsen af ​​en aksel-rotor nanomaskine. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Science , beskriver gruppen, hvordan de brugte DNA-kodning til at tilpasse E. coli til at skubbe dem til at skabe proteiner, der samles i rotorer og aksler.

Som forskerne bemærker, er molekylære motorer rigelige i naturen, fra flagellumhalerne på nogle bakterier til F1-motoren af ​​ATPase. Og selvom sådanne eksempler har fungeret som gode modeller, har forsøg på at udnytte dem i naturen eller at skabe nye i laboratoriet for det meste været mislykkede. Dette skyldes de naturlige motorers enkeltformål og uforudsigeligheden af ​​proteinfoldning i syntetiske forsøg. I denne nye indsats har forskerne overvundet nogle af de forhindringer, som andre har stået over for og har taget et stort skridt hen imod skabelsen af ​​en molekylær motor ved at skabe to af de vigtigste dele, der er nødvendige for en sådan enhed - en aksel og en rotor - og det lykkedes endda at forbinde dem med hinanden.

For at skabe deres motordele brugte forskerne først et softwareprogram kaldet Rosetta, der gjorde det muligt for dem at designe ringlignende proteiner med specificerede diametre. De brugte derefter dataene fra programmet til at tilføje DNA-koder til aminosyrer i E. coli-bakterier, der udgør proteiner. Sådanne proteiner er lavet af kæder af aminosyrerne - det er sekvensen af ​​dem, der definerer den form, de vil tage, når de spontant folder. Holdet var i stand til at lokke nogle af proteinerne til at folde til rotorformer og andre til akselformer. De gik derefter videre ved at lokke flere proteiner til at folde sammen til rotor-aksel-kombinationer - de rudimentære dele, der er nødvendige for en molekylær motor.

Forskerne kiggede på motorprototyperne, de lavede ved hjælp af kryogen elektronmikroskopi og fandt ud af, at delene var foldet som ønsket, men fordi en sådan mikroskopi kun kan tage ét billede ad gangen, var det umuligt at sige, om rotorerne drejede.

Forskernes næste mål er at designe en molekylær motor, der har komponenter, der skubber rotoren til at dreje i en ønsket retning. + Udforsk yderligere

Opboksning af molekylære maskiner

© 2022 Science X Network