I ricercatori fanno un passo avanti verso la creazione di una nanomacchina asse-rotore

Rotori un miliardo di volte più piccoli di un seme di papavero sono stati costruiti con assi proteici (bianchi) e anelli proteici (blu). Credito: Ian C Haydon / UW Institute for Protein Design

Un ampio team di ricercatori dell’Università di Washington, in collaborazione con i colleghi dell’Université Montpellier e del Fred Hutchinson Cancer Research Center, ha compiuto un passo importante verso la creazione di una nanomacchina asse-rotore. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista scienzail gruppo descrive come hanno utilizzato la codifica del DNA per personalizzare E. coli per spingerli a creare proteine ​​che si assemblano in rotori e assi.

Come i ricercatori, i motori molecolari sono abbondanti in natura, dalle code del flagello su alcuni batteri al motore F1 dell’ATPasi. E mentre tali esempi sono serviti da buoni modelli, i tentativi di sfruttarli in natura o di crearne di nuovi in ​​laboratorio sono stati per lo più infruttuosi. Ciò è dovuto alle caratteristiche univoche dei motori naturali e all’imprevedibilità del ripiegamento delle proteine ​​nei tentativi di sintesi. In questo nuovo sforzo, i ricercatori hanno superato alcuni degli ostacoli che altri hanno dovuto affrontare e hanno preso un ruolo importante nella creazione di un motore molecolare creando due delle parti principali necessarie per un tale dispositivo, un asse e un rotore, e persino riuscirono a collegarli tra loro.

Per creare le parti del motore, i ricercatori hanno prima utilizzato un programma software chiamato Rosetta che ha permesso loro di progettare proteine ​​ad anello con diametri specificati. Hanno quindi utilizzato i dati del programma per aggiungere la codifica del DNA agli amminoacidi nei batteri E. coli che costituiscono le proteine. Tali proteine ​​sono costituite da catene di amminoacidi: è la loro sequenza che definisce la forma che assumeranno quando si ripiegheranno spontaneamente. Il team è stato in grado di convincere alcune delle proteine ​​a piegarsi in forme di rotore e altre in forme di assi. Poi sono andati oltre convincendo più proteine ​​a ripiegarsi insieme in combinazioni rotore-asse, le parti rudimentali necessarie per un motore molecolare.

I ricercatori hanno esaminato i prototipi del motore che hanno creato utilizzando la microscopia elettronica criogenica e hanno scoperto che le parti si erano piegate come desiderato, ma poiché tale microscopia può scattare solo una foto alla volta, era impossibile dire se i rotori stessero girando.

Il prossimo obiettivo dei ricercatori è progettare un motore molecolare che abbia componenti che spingano il rotore a girare nella direzione desiderata.


Inscatolare macchine molecolari


Maggiori informazioni:
A. Courbet et al, Progettazione computazionale di assiemi proteici asse-rotore accoppiati meccanicamente, scienza (2022). DOI: 10.1126/science.abm1183

© 2022 Rete Scienza X

Citazione: I ricercatori fanno un passo avanti verso la creazione di una nanomacchina asse-rotore (2022, 22 aprile) recuperata il 22 aprile 2022 da https://phys.org/news/2022-04-axle-rotor-nanomachine.html

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