Rotorer som är en miljard gånger mindre än ett vallmofrö har konstruerats av proteinaxlar (vita) och proteinringar (blå). Kredit:Ian C Haydon / UW Institute for Protein Design
Ett stort team av forskare vid University of Washington, som arbetar med kollegor från Université Montpellier och Fred Hutchinson Cancer Research Center, har tagit ett stort steg mot skapandet av en axel-rotor nanomaskin. I deras artikel publicerad i tidskriften Science , beskriver gruppen hur de använde DNA-kodning för att anpassa E. coli för att driva dem till att skapa proteiner som samlas i rotorer och axlar.
Som forskarna noterar är molekylära motorer rikliga i naturen, från svansar av flagellum på vissa bakterier till F1-motorn av ATPase. Och även om sådana exempel har fungerat som bra modeller, har försök att utnyttja dem i naturen eller att skapa nya i labbet mest misslyckats. Detta beror på de naturliga motorernas unika egenskaper och oförutsägbarheten av proteinveckning i syntetiska försök. I denna nya ansträngning har forskarna övervunnit några av de hinder som andra har ställts inför och har tagit ett stort steg mot skapandet av en molekylär motor genom att skapa två av de viktigaste delarna som är nödvändiga för en sådan enhet - en axel och en rotor - och lyckades till och med koppla dem till varandra.
För att skapa sina motordelar använde forskarna först ett program som heter Rosetta som gjorde det möjligt för dem att designa ringliknande proteiner med specificerade diametrar. De använde sedan data från programmet för att lägga till DNA-kodning till aminosyror i E. coli-bakterier som utgör proteiner. Sådana proteiner är gjorda av kedjor av aminosyrorna - det är sekvensen av dem som definierar formen de kommer att ta när de spontant viker sig. Teamet kunde locka några av proteinerna till att vikas till rotorformer och andra till axelformer. De gick sedan längre genom att locka flera proteiner att vika ihop till rotor-axelkombinationer – de rudimentära delarna som behövs för en molekylär motor.
Forskarna tittade på motorprototyperna som de skapade med hjälp av kryogen elektronmikroskopi och fann att delarna hade vikts som önskat, men eftersom en sådan mikroskopi bara kan ta en bild i taget var det omöjligt att avgöra om rotorerna snurrade.
Forskarnas nästa mål är att designa en molekylär motor som har komponenter som driver rotorn att snurra i önskad riktning. + Utforska vidare
© 2022 Science X Network
