Een groot team van onderzoekers van de Universiteit van Washington heeft, in samenwerking met collega's van de Université Montpellier en het Fred Hutchinson Cancer Research Center, een grote stap gezet in de richting van de creatie van een as-rotor nanomachine. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Science , beschrijft de groep hoe ze DNA-codering gebruikten om E. coli aan te passen om ze ertoe te brengen eiwitten te maken die zich in rotoren en assen verzamelden.

Zoals de onderzoekers opmerken, zijn moleculaire motoren overvloedig aanwezig in de natuur, van de staarten van flagellum op sommige bacteriën tot de F1-motor van ATPase. En hoewel dergelijke voorbeelden als goede modellen hebben gediend, zijn pogingen om ze in de natuur te gebruiken of om nieuwe in het laboratorium te creëren meestal niet succesvol. Dit komt door de eigenschappen van natuurlijke motoren voor één doel en de onvoorspelbaarheid van eiwitvouwing bij synthetische pogingen. In deze nieuwe poging hebben de onderzoekers enkele van de hindernissen overwonnen die anderen hebben ondervonden en hebben ze een grote stap gezet in de richting van de creatie van een moleculaire motor door twee van de belangrijkste onderdelen te creëren die nodig zijn voor een dergelijk apparaat - een as en een rotor - en slaagde er zelfs in om ze met elkaar te verbinden.

Om hun motoronderdelen te maken, gebruikten de onderzoekers eerst een softwareprogramma genaamd Rosetta waarmee ze ringachtige eiwitten met gespecificeerde diameters konden ontwerpen. Vervolgens gebruikten ze de gegevens uit het programma om DNA-codering toe te voegen aan aminozuren in E. coli-bacteriën die eiwitten vormen. Dergelijke eiwitten zijn gemaakt van ketens van aminozuren - het is de volgorde ervan die de vorm bepaalt die ze zullen aannemen wanneer ze spontaan vouwen. Het team was in staat om een ​​deel van de eiwitten over te halen om in rotorvormen te vouwen en andere in asvormen. Vervolgens gingen ze verder door meerdere eiwitten over te halen om samen te vouwen tot rotor-ascombinaties - de rudimentaire onderdelen die nodig zijn voor een moleculaire motor.

De onderzoekers keken naar de motorprototypes die ze hadden gemaakt met behulp van cryogene elektronenmicroscopie en ontdekten dat de onderdelen naar wens waren gevouwen, maar omdat een dergelijke microscopie maar één foto tegelijk kan maken, was het onmogelijk om te zeggen of de rotoren draaiden.

Het volgende doel van de onderzoekers is om een ​​moleculaire motor te ontwerpen met componenten die de rotor in een gewenste richting laten draaien. + Verder verkennen

Moleculaire machines in dozen doen

© 2022 Science X Network