(Phys.org) - Une équipe des écoles de biosciences, de physique et d'astronomie de l'Université de Cardiff a fait une percée dans notre compréhension des protéines - les molécules de travail de la cellule et des nano-machines de la nature.

Le groupe a réussi à détecter le courant électrique à travers une seule molécule d'une protéine, mesurant seulement 5 nanomètres de long.

Le courant électrique est essentiel dans de nombreux processus naturels, notamment la détection de la lumière dans l'œil, photosynthèse et respiration.

L'équipe a montré que la protéine pouvait transporter de grands courants, équivalent à un cheveu humain portant un ampli. L'équipe a également découvert que le flux de courant pouvait être régulé de la même manière que les transistors, les petits appareils pilotant les ordinateurs et les smartphones, fonctionnent mais à plus petite échelle :les protéines ne font qu'un quart de la taille des transistors actuels à base de silicium.

Pour accéder à ces informations moléculaires, l'équipe a été pionnière dans l'utilisation de la biologie synthétique avec une technique appelée STM (Scanning Tunneling Microscopy) afin que le courant électrique traversant une protéine puisse être mesuré jusqu'à la molécule individuelle.

Avant ce travail, mesure de millions, sinon des milliards de protéines n'était que possible, perdant ainsi des détails cruciaux sur le fonctionnement d'une molécule individuelle.

Dr Jones, École des biosciences, dit :« Si vous prenez du recul et écoutez le son d'une foule nombreuse, ce son est une accumulation de nombreuses voix et conversations individuelles. Ce que nous avons fait est l'équivalent moléculaire de l'écoute de voix individuelles dans la foule.

"En mariant nos connaissances et notre capacité à manipuler les protéines au niveau moléculaire avec des approches avancées développées à l'École de physique et d'astronomie et au DTU Danemark, nous pouvons examiner les molécules complexes individuelles fondamentales à toute vie. Le comportement des transistors est particulièrement intéressant mais avec le temps, il peut être possible d'intégrer des protéines avec des composants électroniques."

Collaborateurs Dr Martin Elliott et Dr Emyr Macdonald, L'École de physique et d'astronomie a ajouté :« La nature hautement conductrice de cette protéine était une surprise et le résultat soulève des questions sur la nature fondamentale du transfert d'électrons dans les protéines.

"Cela donne un nouvel outil puissant pour étudier les enzymes et d'autres molécules biologiques importantes".

Les résultats de l'équipe ont été publiés dans une série d'articles dans les revues Nano Letters, ACS Nano, Petite et nanométrique.

Une grande partie de la recherche a été menée par Eduardo Della Pia dans le cadre du programme de bourses d'études Richard Whipp de l'université, visant à promouvoir la recherche interdisciplinaire.