Создан первый искусственный молекулярный двигатель, который ходит по ДНК
Tumbleweed собран из белковых модулей, каждый из которых сам по себе никуда не движется. Но собранные вместе определенным образом, они образуют работающую машину. Это похоже на детали конструктора — ни одна шестеренка в отдельности не является часами, но вместе они идут.
«Этот момент знаменует собой кульминацию двух десятилетий исследований нашей национальной и международной команды. Мы продемонстрировали, что можем создавать совершенно новые свойства белков, собирая существующие биологические компоненты новыми способами», — говорит Курми.
Что умеет и чего пока не умеет
Сейчас Tumbleweed проходит около 100 нанометров — это порядка шести шагов подряд — со скоростью примерно 1 нанометр в секунду. По меркам молекулярного мира это медленно: природный кинезин движется в тысячи раз быстрее. Но для первого искусственного белкового двигателя с контролируемым направлением движения — уже значимый результат.
Следующая задача команды — увеличить и дистанцию, и скорость, а также создать автономную версию, которая не требует внешнего химического управления на каждом шаге. Сейчас двигатель нуждается в подсказке извне, чтобы сделать следующий шаг — как машина, которую нужно заводить вручную на каждом светофоре.
Управляемые белковые наномашины открывают несколько направлений применения. Одно из наиболее обсуждаемых — биологические вычисления. Молекулярные двигатели потенциально способны обрабатывать информацию параллельно, потребляя при этом ничтожно мало энергии по сравнению с кремниевыми чипами. Это делает их интересными с точки зрения создания энергоэффективных вычислительных систем.
В более отдаленной перспективе — адресная доставка лекарств внутри клетки, молекулярная сборка и другие задачи, где нужна точность на уровне отдельных молекул. Но до этого Tumbleweed пока далеко — сначала нужно научить его ходить быстрее и дальше.
Создана первая в истории искусственная клетка, способная к размножению
В человеческих эмбрионах впервые отключили ключевой ген формирования тела
Подписывайтесь и читайте «Науку» в MAX