Mettere in ordine. Non è un'idea associata a cellule viventi su scala nanometrica. Ma proprio come un miscuglio di pezzi IKEA sparsi per la tua camera da letto è meno utile di un comò ben assemblato, i biologi sintetici desiderano avere strumenti per organizzare i componenti "sparsi" all'interno delle cellule viventi.

Questa semplice idea è importante per gli scienziati che studiano come progettare la vita a livello cellulare, e anche più piccolo, livelli.

Un nuovo studio della Michigan State University riporta la progettazione di nuovi, parti cellulari artificiali che possono organizzare, "riordinare, "molecole mirate all'interno delle cellule viventi. Lo studio è pubblicato su Nano lettere .

Ai biologi sintetici piace vedere le cellule viventi come un insieme di parti biologiche che possono essere smontate. Si può cominciare ad apprendere le regole della vita molecolare studiandone ogni parte. Quindi, una volta capiti, si può armeggiare con loro, mescolare e abbinare le parti per creare nuovi, funzioni mai viste prima. Pensa:risorse energetiche rinnovabili, o nuovi modi per consegnare medicinali, solo per citare un paio di applicazioni.

Eric giovane, un ex studente laureato nel laboratorio Ducat nel team del laboratorio di ricerca sulle piante MSU-DOE, funziona con una promettente famiglia di elementi costitutivi, noti come proteine ​​BMC-H. In natura, aiutano a creare fabbriche cellulari nei batteri per produrre cibo o isolare materiali tossici.

Nel nuovo studio, i ricercatori hanno progettato le proteine ​​BMC-H per agire come segnali di riferimento che attraggono il carico molecolare all'interno di una cellula.

"Sappiamo che alcune proteine ​​BMC-H possono unirsi per creare forme diverse, come tubi, fogli, e altri assemblaggi unici, " ha detto Young. "Queste forme possono fungere da impalcature per ospitare altre molecole, ma non possono farlo da soli. Quindi abbiamo dato loro nuove estensioni proteiche, da un'altra libreria 'parti', e li ha aggiunti al blocco costitutivo BMC-H."

I nuovi progetti formano nanostrutture mai viste prima all'interno delle cellule.

Prossimo, il team ha testato se le estensioni funzionano come segnali di riferimento all'interno delle cellule viventi. L'"esca" era una molecola di prova incandescente, legato ad un'altra estensione, e liberi di viaggiare attraverso una cella. Infatti, le molecole luminose si sono raggruppate nello stesso spazio delle proteine ​​BMC-H ingegnerizzate. (La molecola incandescente emette luce al microscopio, che fornisce una prova visiva che il concetto funziona.)

"Alla fine abbiamo scoperto che potevamo ritardare la produzione dell'impalcatura, quindi accendere l'interruttore 'on', e guarda semplicemente l'"esca" muoversi in risposta, " Young ha detto. "Siamo stati davvero creativi nell'imaging del processo. Mi stupisce ancora vedere come l'organizzazione delle molecole inizi a cambiare, a causa della nostra influenza."

Ora hanno capito la parte del "riordino", il team vuole saperne di più sul sistema e sviluppare nuove parti.

"Il sogno molecolare è essere in grado di costruire tutto ciò che vogliamo su scala nanometrica, " ha detto Young. "Proprio come possiamo organizzare le risorse su scala macro, potremmo utilizzare diversi approcci scientifici per progettare strutture di dimensioni nanometriche per applicazioni specifiche".

"Per esempio, potremmo usare queste parti per creare piccole piattaforme di atterraggio per raggruppare le risorse e accelerare la produzione di composti medici o industriali, " ha detto il giovane.

Young vuole anche condividere lo strumento con scienziati che la pensano allo stesso modo. Pensa che potrebbe essere un utile toolkit educativo e di produzione.

"Può essere relativamente facile da imparare e divertente da usare. Spero che possa ispirare la prossima generazione di scienziati e ingegneri a vedere, con i propri occhi, come si può modellare la materia su scala nanometrica, " ha detto il giovane.