Этот пульсирующий ДНК-наномотор может приводить в действие молекулярные машины

 Ученые предполагают крошечную сборочную линию для производства сложных химикатов.

Фото: spectrum.ieee.org

Воспользовавшись способностью ДНК хранить информацию, исследователи на протяжении последнего десятилетия работали над системами хранения данных и цифровыми логическими схемами, построенными на основе биологической молекулы. Сложная физическая структура ДНК также привела к появлению захватывающей техники ДНК-оригами , с помощью которой исследователи создали крошечные наномашины .

В качестве последнего примера умного ДНК-оригами международная группа исследователей разработала нанодвигатель, который может выполнять пульсирующие движения. Пульсирующий наномотор должен легко соединяться с другими крошечными молекулярными машинами, заставляя их создавать лекарства и электронику по одному строительному блоку за раз. «Мы разработали нанодвигатель как модуль широкого применения, который можно соединить со всеми возможными структурами оригами, чтобы привести их в движение», — говорит Майкл Фамулок , профессор химической биологии в Боннском университете.

Крошечные наномоторы похожи на пружинные рукоятки, используемые для упражнений на укрепление предплечий. У них есть два жестких рычага, соединенных пружиной в V-образной конструкции, которые ритмично открываются и закрываются, пока раствор, в котором они находятся, содержит химическое топливо.

ДНК-оригами предполагает тщательное проектирование последовательностей ДНК, которые могут складываться, скручиваться и скрепляться вместе в нужных местах, образуя заранее заданные структуры. Используя приемы ДНК-оригами, ученые создали множество различных типов ДНК- наномоторов и машин. Многие из этих наносборок управляются броуновским движением : постоянным, случайным движением молекул.

Фамулок и его коллеги работают над созданием наносистем ДНК, приводимых в движение химической энергией. В частности, топливом, которое они используют, является РНК-полимераза. Это природный фермент, который переводит молекулы ДНК в одноцепочечные молекулы РНК, которые затем используются для синтеза белков. В 2018 году исследователи сообщили о наномашине , состоящей из кольца ДНК, приводимой в движение РНК-полимеразой, которую можно приводить в движение, как колесо.

Источник