Sikeres volt a nanogépek első tesztje

A Bonn Egyetem és a Caesar Intézet csapata amerikai tudósokkal kiegészítve olyan nano-motort hoztak létre, ami képes volt egy bizonyos irányba forogni. A kutatók ehhez a DNS körkörös struktúráját vették alapul.

Ezeket a nanogépeket összetett fehérjék és nukleinsavak alkották, amelyeket kémiai energiával látottak el és ennek köszönhetően képesek voltak irányítani mozgásukat. Ez a folyamat a természetben sem számít ismeretlennek – például a baktériumok ostorai is hasonlóan működnek. A kutatócsapat két DNS nanogyűrűt használt, amelyeket láncszerűen fűztek össze – az egyik gyűrű a kerék szerepét tölti be, amíg a másik kémiai energiával hajtja meg a kereket.

Az apró gépek mindössze 30 nanométer nagyságúak, a működésükhöz a T7 RNS polimeráz biztosította az “üzemanyagot.” Kiegészítve a motorként üzemelő gyűrűvel ez az enzim egy DNS szekvencia alapján RNS-t szintetizál és kémiai energiát szabadít fel a forgáshoz.

“A forgás előrehaladtával az RNS szál cérnaként nő az RNS polimerázból,” mondta Julián Valero, a tanulmány vezető szerzője.

A kutatók ezt a folyamatosan növekvő RNS szálat – ami valójában a folyamat mellékterméke – arra használják, hogy a forgást a megfelelő pályán tartsák.

A nanogép első próbáján 240 nanométert tudott megtenni, azonban a kutatók szerint ezt a pályát képesek a szükségeknek megfelelően tovább bővíteni. A következő kísérletben nem csak ezt a lehetőséget fogják vizsgálni, hanem azt is meg akarják nézni, hogy mi van akkor, ha a gyűrű összetettebb kihívásoknak kell megfelelnie a kísérleti pályán – például egy beépített rész, amivel a nanogép “eldönti”, hogy melyik irányba menjen.

Természetesen a gépezet apró méretének köszönhetően a kutatók csak egy atomerő mikroszkóp segítségével tudják vizsgálni azt. Ezen felül a csapat fluoreszkáló jelölőket is használt, amivel képesek voltak megmondani, hogy a gyűrű valóban forog és mivel az útjukban lévő nanocsövek is világítani kezdek, amint hozzáértek a gyűrűhöz, így a kutatók a nanogép sebességét is meg tudták határozni.

Az eredmények szerint a gyűrű 10 percenként fordult egyet, ami nem hangzik túl gyorsnak, viszont ez mégis hatalmas teljesítmény – főleg amiatt, mivel a gép megfelelő irányban tartása kifejezetten nehéz feladat.

A nanogép az önrendezés elméletén alapszik – ami az élő sejteknél azt jelenti, hogy a kívánt struktúrák spontán módon jönnek létre, ahogy elérhetővé válnak az összetevőik. A különböző összetevők csak megadott partnerekkel tudnak összekapcsolni, így elég egy térben lenniük a többi alkotórésszel automatikusan elkezdjék a kívánt struktúra felépítését.

Világszerte már sokaknak sikerült nanogépeket készítenie, azonban a mostani egy nagyon újszerű megközelítés és a csapat reméli, hogy hamarosan a gépet meghajtó motort is összetettebbé és jobb hatásfokúvá tudják majd tenni.

A technológia lehetséges felhasználási területei a molekuláris számítógépek, amik a molekulák mozgása segítségével végeznek logikai műveleteket. Ezen felül a gyógyszerek testben történő szállításában is szerepük lehet a nanogépeknek.

Forrás: nature.com

Szerkesztő: arsratio

Oszd meg

Hozzászólás küldése

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöljük.