(Phys.org) —Dans chaque cellule de votre corps, de minuscules moteurs à protéines travaillent dur pour vous permettre de continuer. Muscles en mouvement, cellules en division, torsion de l'ADN - ce sont les chevaux de bataille de la biologie. Mais il y a encore des incertitudes sur leur fonctionnement. Pour aider les biologistes dans leur quête d'en savoir plus, une équipe de bio-ingénieurs de Stanford a conçu une suite de moteurs protéiques qui peuvent être contrôlés à distance par la lumière.
"La biologie regorge de ces machines nanométriques capables d'effectuer des tâches complexes, " a déclaré Zev Bryant, professeur adjoint de bio-ingénierie et chef d'équipe. "Nous voulons comprendre comment ils peuvent convertir l'énergie chimique en travail mécanique et effectuer leurs tâches spécifiques dans les cellules."
L'équipe de Bryant, dont le doctorant Muneaki Nakamura, conçu des plans pour des moteurs protéiques qui répondraient à la lumière. Épisser l'ADN de différents organismes tels que le porc, la moisissure visqueuse et l'avoine - l'avoine avait le module de détection de lumière - les bio-ingénieurs ont créé des codes ADN pour chacun de leurs moteurs protéiques.
Les nanomoteurs télécommandés sont décrits par Nakamura, Bryant et leurs collègues dans un article paru en ligne le 3 août dans Nature Nanotechnologie .Lorsqu'il est exposé à la lumière, les nouveaux moteurs à protéines changent de direction ou de vitesse. "C'est un contrôle spatial assez fin; vous pouvez décider où est la lumière et où elle n'est pas et contrôler les moteurs de cette manière très exquise, ", a déclaré Bryant. Pouvoir contrôler les moteurs en temps réel devrait être une aubaine pour les biologistes cellulaires et du développement qui tentent d'étudier les forces et le mouvement des êtres vivants.
"C'est un tout nouveau projet pour nous de nous déplacer à l'intérieur des cellules et des organismes et de travailler plus étroitement avec les biologistes, " a déclaré Bryant. Maintenant que lui et son équipe ont un plan de base, ils pourront personnaliser ces moteurs pour les biologistes qui se penchent sur des tâches spécifiques.
« Dans une phase future de nos recherches, J'espère que nous pourrons fournir aux biologistes cellulaires des outils leur permettant de modifier très spécifiquement les propriétés des moteurs moléculaires dans leurs contextes cellulaires, ", a déclaré Bryant.
Il y a aussi la possibilité d'utiliser les moteurs contrôlables en dehors de la biologie, dans les appareils de diagnostic, par exemple. Bryant a noté que les chercheurs ont travaillé sur l'exploitation des moteurs moléculaires pour exécuter des fonctions similaires à leurs rôles biologiques, « transporter des molécules, trier les molécules, et concentrer les molécules.
Mais avant tout, Bryant reconstruit ces moteurs – incorporant des fonctionnalités jamais vues auparavant en biologie – dans le but d'éclairer leur vraie nature.
"Evolution prend une conception de base et fabrique des moteurs rapides et des moteurs lents et des moteurs qui se déplacent sur de longues distances, " a déclaré Bryant. " Nous avons essayé de construire divers moteurs et de vraiment remettre en question notre compréhension en nous poussant en dehors de ce qui a déjà été fait par l'évolution. "
