Молекулярные машины: медицина сильно изменится

Исследовательская группа под руководством немецкого физика профессора Германа Гауба разработала технологию сверхточной сборки молекулярных машин. Новая технология обещает прорыв в очень перспективной области, которая в свою очередь открывает широкие возможности по изготовлению микроскопических устройств, способных выполнять множество разнообразных задач: от производства материалов до адресной доставки молекул лекарств.

Молекулярные машины могли бы совершить настоящую революцию во всех областях человеческой деятельности, однако для сборки таких машин нужно манипулировать отдельными молекулами белков с нанометровой точностью. Немецким ученым, наконец, удалось это сделать. Они применили технологию, известную под названием Single-Molecule Cut and Paste (SMC&P), которая в своем первоначальном виде была применима только к молекулам ДНК. Герман Гауб усовершенствовал SMC&P, и теперь с помощью сверхтонкой иглы атомного силового микроскопа можно захватывать отдельную биомолекулу и соединять с другой с нанометровой точностью.

Природные молекулярные машины, состоящие из белков, в нашем организме отвечают за многие биохимические процессы, которые происходят в живых в клетках. Создание искусственных аналогов таких машин является одной из основных целей нанотехнологий. С практической точки зрения это сулит не только возможность управления жизнедеятельностью клеток, но доступность производства различных материалов, сборки наномашин и т.д.

До сих пор проблема манипуляций на наноуровне остается очень сложной. В жидкой среде при комнатной температуре "погодные условия" на наноуровне сравнимы с торнадо. Немецким ученым впервые удалось надежно закрепить молекулы на кончике иглы атомного микроскопа и при этом не повредить их. Для этого использовалась комбинация антител, ДНК-связывающие протеины и ДНК-якоря.

С помощью новой технологии ученые смогли составить из сотен флуоресцентных молекул фигурку человечка, похожую на ту, что рисуют на светофорах.

С помощью данной технологии можно изготавливать различные сложные белковые машины с разнообразными функциями. Например можно подобрать сочетание ферментов, расщепляющее опаснейшие токсины или перерабатывающее биомассу в топливо.