Проблема создания наномашин давно занимает умы ученых. Большим прорывом в этом направлении можно считать создание исследователями из Вашингтонского университета технологии массового производства роторно-осевых наномашин. Ученые использовали технологию кодирования ДНК, чтобы заставить бактерии E.coli производить все необходимые белковые компоненты, которые при складывании самособирались и формировали оси, роторы и другие элементы крошечных наномашин.
В природе подобные наномеханизмы распространены достаточно широко, включая жгутики некоторых микроорганизмов и такие сложные образования, как двигатель F1 на основе аденозинтрифосфатазы (АТФазы). Специалисты неоднократно пытались создать подобие таких машин в лабораторных условиях, но пока безуспешно. Главная трудность, с которой сталкиваются ученые, — невозможность предсказать сворачивание белков, полученных синтетическим путем.
В новом исследовании биологи использовали специализированное программное обеспечение под названием Rosetta. С его помощью ученые спроектировали белки в виде колец заданного диаметра, а программа выдала последовательность оснований для создания участков синтетической ДНК.
Затем синтетическая ДНК была успешно изготовлена и вставлена в соответствующие места в геноме бактерий E.coli. Далее ученые наблюдали, как бактерии начали производить цепочки аминокислот, которые самопроизвольно складывались и принимали нужную форму. Более того, благодаря дополнительным манипуляциям специалисты заставили различные белки одновременно складываться в нужных направлениях, формируя роторы и оси – основные части молекулярного двигателя.
Работа полученных машин была изучена с помощью криогенной электронной микроскопии. Экспериментально было доказано, что все белковые компоненты складываются именно так, как заложено в программе синтетической ДНК. Но, вот ответить на вопрос, могут ли они вращаться, учёные все же не могут, так как данная микроскопия позволяет за один раз сделать только один снимок.
Исследователи намерены продолжить работу, целью которой является проектирование и создание достаточно сложного молекулярного двигателя с дополнительными компонентами.
