Молекулярная "многоножка" доставляет грузы по назначению

Чтобы сконструировать эту довольно сложную нанобиосистему, ученым пришлось применить технологию так называемой «биопечати», наштамповав на поверхности микротрубки диаметром 25 нанометров матрицу молекулярных моторов кинезина-1 и белка-мотора Ncd.

Динеин и кинезин – молекулярные моторы, перемещающие различные «грузы» внутри клетки. Динеин перемещает вещества от клеточной мембраны внутрь ядра, а кинезин – наоборот, от ядра к мембране. Обе молекулы как бы «шагают» по специальным рельсам – микротрубкам. Таким образом организован транспорт молекул и органелл внутри клетки.

Однако эти молекулы-моторы по отдельности неуправляемы. Движение груза (везикул и органелл) в клетке происходит при совместном участии нескольких молекул динеина и кинезина. И что самое интересное, скорость перемещения груза несколькими моторами вдесятеро больше, как будто молекулы соединяются в ансамбль и вместе двигают груз внутри клетки.

Этот принцип и использовали ученые, чтобы многоножка смогла эффективно перевозить большие грузы, сообщает Nanotechweb. Как показал ряд экспериментов, многоножка может перемещать покрытые стрептавидином квантовые точки.

Основное достижение состоит в том, что активные центры, расположенные в головках моторов, прикреплены не к поверхности, а к самой микротрубке, что делает наносистему автономной – теперь ее можно использовать в качестве транспорта.

Ранее этой же команде ученых удалось сконструировать плоскость, на которой находилась матрица «ног», хаотично транспортирующих квантовые точки и другие объекты, покрытые стрептавидином, по поверхности плоскости. В эксперименте ученые заставили наномоторы вращать стеклянный стержень размерами 5 х 28 микрон на поверхности. Он вращался со средней скоростью 0,67 оборотов в минуту благодаря фотохимическей изомерии и 0,22 оборотов в секунду благодаря только тепловой изомерии.

Однако поверхность-конвейер не всегда удобна для решения микроскопических задач, поэтому ученые задались целью улучшить открытую технологию наномоторов, чтобы сделать наносистемы-грузчики автономными.

По словам авторов разработки, многоножка пригодится не только в создании биосенсоров новых типов, но и в наноробототехнике, которая в последнее время получила мощные конструкционные инструменты со стороны биотехнологий.