Per miliardi di anni, i batteri si muovono usando le ciglia. Questi organelli propulsori sono onnipresenti e si trovano persino in quasi tutte le cellule umane. Seguendo il paragone naturale, gli scienziati dell'Università di Kiel hanno costruito molecole che imitano questi minuscoli, strutture simili a capelli. Organelli artificiali che si muovono autonomamente e una produzione più efficiente di composti chimici potrebbero ora essere a portata di mano. I ricercatori hanno recentemente pubblicato i loro risultati sulla rivista scientifica Giornale europeo di chimica organica .

Ciglia, o epiteli ciliati, coprire le nostre vie respiratorie come un prato. Nella nostra faringe e nella mucosa nasale sono responsabili del trasporto continuo di muco e particelle in esso incorporate verso la nostra gola. (ad eccezione dei forti fumatori, le cui ciglia sono state distrutte dalla nicotina e dal catrame.) Tobias Tellkamp e il professor Rainer Herges si sono ora avvicinati di un passo al loro obiettivo di riprodurre artificialmente questo sistema di trasporto biologico con molecole commutabili.

Le molecole che si muovono quando esposte alla luce sono note da molto tempo. Ma il movimento diretto non era stato possibile fino ad ora perché il movimento avanti e indietro si annullava a vicenda. Per ottenere uno spostamento netto, le ciglia dovrebbero battere solo da un lato. Applicando un trucco all'interno della costruzione molecolare, i chimici del Collaborative Research Center 677 "Function by Switching" della Kiel University hanno risolto questo problema:inoltre, per far funzionare quelle ciglia molecolari, gli scienziati li hanno fissati su una superficie. "Abbiamo attaccato una specie di ventosa molecolare sugli interruttori", spiega il capo progetto Herges.

Gli studi hanno dimostrato che questa ventosa aderisce molto bene alle superfici dorate. Il team di scienziati ha osservato che le molecole si autoassemblano autonomamente sulla superficie, densamente imballato, fianco a fianco come arance su uno scaffale. "Le ventose aderiscono alla superficie ma sono ancora mobili e si attraggono, " spiega il dottorando Tellkamp. In questo modo, si forma un epitelio artificiale.

Il prossimo passo logico è scoprire se l'epitelio artificiale funziona allo stesso modo della nostra mucosa nasale. In collaborazione con il Prof. Olaf Magnussen nel Dipartimento di Fisica dell'Università di Kiel, verrà utilizzata la microscopia a forza atomica (AFM) per visualizzare la luce guidata, trasporto diretto di particelle nanoscopiche.

I recenti ritrovamenti sono particolarmente interessanti, non solo per quanto riguarda la ricerca fondamentale. Con epiteli artificialmente ciliati, sembra possibile una nanofabbricazione molecolare:macchine di dimensioni molecolari costruirebbero altre macchine posizionando prodotti chimici in modo specifico e preciso. Interi impianti di produzione potrebbero così stare su un minuscolo chip. Altri possibili campi di applicazione includono organelli artificiali dotati di ciglia molecolari controllati da uno stimolo esterno; o in un futuro più lontano, potrebbero operare autonomamente all'interno del flusso sanguigno e trasportare farmaci nel sito di una malattia.