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2018
03-23

科学家创造了遥控纳米蛋白质电机


在你身体的每一个细胞里,微小的蛋白质马达都在努力工作,让你继续前进。移动肌肉,分裂细胞,扭转DNA - 他们是生物学的主力。但是他们如何运作仍然不确定。为了帮助生物学家追求更多知识,斯坦福生物工程师团队设计了一套蛋白质电机,可以通过光线进行远程控制。

斯坦福大学生物工程学助理教授Zev Bryant和他的团队正在创造可以通过光线远程控制的小蛋白质马达。图片来源:L.A. Cicero

生物工程学助理教授兼研究小组负责人泽夫·布莱恩特(Zev Bryant)说:“生物学中充满了可以完成复杂任务的纳米级机器。 “我们想了解他们如何将化学能转化为机械功,并在细胞中完成他们的具体任务。”

科比的团队,包括博士生Muneaki Nakamura,设计了可响应光线的蛋白质电机蓝图。将来自不同生物如猪,粘液霉和燕麦的DNA拼接在一起 - 燕麦具有光检测模块 - 生物工程师为每种蛋白质马达创建了DNA编码。

远程控制nanomotors描述中村,科比和他们的同事在论文 8月3日自然纳米技术网上出现。

蛋白丝(绿色和红色)在显微镜盖玻片表面滑动,它们的运动由工程分子马达驱动。电机在蓝灯照明下换档,导致运动速度减慢。

当暴露在光线下时,新的蛋白质马达改变方向或速度。 “这是非常好的空间控制;你可以决定在哪里,哪里不是这样,用这种非常精致的方式控制电机,“科比说。能够实时控制马达应该是对细胞和发育生物学家试图研究生物中的力量和运动的一个福音。

科比说,这是一个全新的项目,让我们在细胞和生物体内移动,并与生物学家进行更密切的合作。现在他和他的团队有一个基本的蓝图,他们将能够为正在研究具体任务的生物学家定制这些电机。 Bryant说:“在未来的研究阶段,我希望我们可以为细胞生物学家提供一些工具,使他们能够非常明确地改变细胞内分子马达的特性。”

例如,在生物学以外的诊断设备中,还可以使用可控电机。科比指出,研究人员一直致力于利用分子马达来执行类似于其生物学角色的功能,“运送分子,分选分子和浓缩分子”。但是首先,科比正在重建这些马达,在生物学中被看见 - 试图阐明他们的真实本质。科比表示:“Evolution的基本设计是使电机速度快,电机速度慢,电机长距离运动。 “我们试图建立各种各样的电机,通过将自己推向已经完成的进化之外,真的挑战了我们的理解。”

来源:斯坦福大学