(Phys.org) —In ogni cellula del tuo corpo, minuscoli motori proteici lavorano duramente per farti andare avanti. Muscoli in movimento, cellule in divisione, torsione del DNA:sono i cavalli di battaglia della biologia. Ma c'è ancora incertezza su come funzionano. Per aiutare i biologi nella ricerca di saperne di più, un team di bioingegneri di Stanford ha progettato una suite di motori proteici che possono essere controllati a distanza dalla luce.
"La biologia è piena di queste macchine su scala nanometrica che possono svolgere compiti complessi, " ha detto Zev Bryant, un assistente professore di bioingegneria e leader del team. "Vogliamo capire come possono convertire l'energia chimica in lavoro meccanico e svolgere i loro compiti specifici nelle cellule".
La squadra di Bryant, compreso il dottorando Muneaki Nakamura, progetti progettati per motori proteici che avrebbero risposto alla luce. Unendo insieme il DNA di diversi organismi come il maiale, muffa melmosa e avena - l'avena aveva il modulo di rilevamento della luce - i bioingegneri hanno creato codici DNA per ciascuno dei loro motori proteici.
I nanomotori telecomandati sono descritti da Nakamura, Bryant e i loro colleghi in un articolo apparso online il 3 agosto in Nanotecnologia della natura .Quando esposto alla luce, i nuovi motori proteici cambiano direzione o velocità. "È un controllo spaziale piuttosto fine; puoi decidere dove si trova la luce e dove no e controllare i motori in questo modo davvero squisito, " ha detto Bryant. Essere in grado di controllare i motori in tempo reale dovrebbe essere un vantaggio per i biologi cellulari e dello sviluppo che cercano di studiare le forze e il movimento negli esseri viventi.
"È un progetto completamente nuovo per noi muoverci all'interno di cellule e organismi e lavorare più a stretto contatto con i biologi, " ha detto Bryant. Ora che lui e la sua squadra hanno un progetto di base, saranno in grado di personalizzare questi motori per i biologi che stanno esaminando compiti specifici.
"In una fase futura della nostra ricerca, Spero che possiamo fornire ai biologi cellulari strumenti che consentano loro di modificare in modo molto specifico le proprietà dei motori molecolari nei loro contesti cellulari, " ha detto Bryant.
C'è anche la possibilità di utilizzare i motori controllabili al di fuori della biologia, nei dispositivi diagnostici, Per esempio. Bryant ha notato che i ricercatori hanno lavorato allo sfruttamento dei motori molecolari per svolgere funzioni simili ai loro ruoli biologici, "trasporto di molecole, smistamento di molecole, e concentrando le molecole."
Ma prima di tutto, Bryant sta ricostruendo questi motori, incorporando caratteristiche mai viste prima in biologia, nel tentativo di illuminare la loro vera natura.
"L'evoluzione prende un design di base e realizza motori veloci e motori lenti e motori che si muovono su lunghe distanze, Bryant ha detto. "Abbiamo cercato di costruire motori diversi e sfidare davvero la nostra comprensione spingendoci al di fuori di ciò che è già stato fatto dall'evoluzione".
