Quando acquistiamo un nuovo telefono o laptop online, presumiamo che verrà consegnato a casa nostra in pochi giorni.

Ma soprattutto ci manca la complessa logistica che fa sì che ciò accada:navi, aerei, treni, e camion che movimentano prodotti, a partire dalle materie prime nelle miniere, alle fabbriche per il montaggio, ai magazzini per lo stoccaggio, e fino alle nostre porte.

Gli scienziati del laboratorio di ricerca sulle piante MSU-DOE stanno cercando di costruire nanofabbriche artificiali per produrre in modo sostenibile materiali industriali o strumenti medici.

E come con l'acquisto di nuovi telefoni, queste nanofabbriche artificiali del futuro avranno bisogno di un esercito di veicoli "nano" per fornire prodotti chimici di valore.

Ma non sappiamo ancora abbastanza della logistica.

Si scopre che i batteri in natura hanno il progetto da copiare. Ospitano nanofabbriche, chiamati microcompartimenti batterici (BMC) - che soddisfano molti scopi, a seconda dell'ospite.

Nei cianobatteri, Per esempio, I BMC costruiscono composti utili dall'anidride carbonica estratta dall'atmosfera. O, alcuni batteri patogeni li usano per battere i batteri "buoni".

In un nuovo studio, pubblicato sulla rivista Biochimica , Jeff Plegaria e il laboratorio di Kerfeld rivelano la struttura e la funzione di una diffusa proteina BMC che contribuisce alla logistica della creazione dei prodotti, avvicinandoci al riutilizzo dei BMC per i nostri usi.

Descrizione della flavoproteina Fld1C

Jeff e i suoi colleghi hanno notato che molti BMC naturali, in particolare un tipo che degrada il carbonio per aiutare a produrre composti energetici utili, contengono geni per le flavoproteine ​​proprio accanto ai geni primari responsabili della costruzione e del funzionamento dei BMC.

I geni primari includono istruzioni per costruire e gestire i BMC, trasportare materiali avanti e indietro, e così via.

Ed essere vicini ai geni centrali significava che le flavoproteine ​​giocavano un ruolo importante all'interno dei BMC.

Così, cosa fanno le flavoproteine?

"Sono proteine ​​di trasferimento di elettroni che si trovano in molti batteri e altri percorsi biologici in natura. Trasferimento di elettroni, o flusso, è un processo fondamentale in natura, " dice Jeff.

"Comprendere il flusso di elettroni nei BMC è cruciale, perché fa parte della catena di montaggio che porta alla realizzazione dei prodotti chimici finali. Ma, non sappiamo ancora molto su come funzionano le flavoproteine ​​nei BMC".

Nello studio, Jeff ha zoomato su una flavoproteina BMC, che il suo gruppo ha chiamato Fld1C.

hanno saputo caratterizzarlo, rivelando la sua struttura, descrivendone le caratteristiche fisiche, e confermando la sua capacità di prendere parte a reazioni di trasferimento di elettroni.

"Con l'aiuto degli scienziati dell'Argonne National Laboratory, abbiamo generato un agente in grado di trasmettere un elettrone a un accettore consenziente. Abbiamo mostrato con successo che la nostra flavoproteina Fld1C accetta un elettrone da quell'agente".

"Capire questa logistica - come gli elettroni fluiscono dentro e fuori dai BMC - è fondamentale per costruire e controllare BMC sintetici per applicazioni personalizzate".

Tali applicazioni potrebbero includere la produzione di materiali industriali come gomma o petrolio, senza fare affidamento sui combustibili fossili.

Oppure potremmo costruire strumenti medici che disarmano i BMC nei batteri "cattivi" - come la Salmonella - e impediscono loro di provocare il loro caos.