Исследователи из Национального института естественных наук Японии совершили прорыв в области создания искусственных молекулярных моторов, работающих на основе ДНК и РНК. Им удалось значительно увеличить скорость их работы, приблизив ее к скорости биологических аналогов. Работа опубликована в журнале Nature Communications (NatCom).
Искусственные молекулярные моторы функционируют благодаря превращению химической энергии в механическое движение в процессе разрушения РНК. Однако ранее они работали гораздо медленнее, чем их биологические прототипы, что существенно ограничивало их возможности.
В новом исследовании ученые обнаружили, что основной причиной низкой скорости является замедленное связывание фермента RNase H, который участвует в разрушении РНК в составе гибридной структуры ДНК-РНК. Путем увеличения концентрации этого фермента им удалось сократить паузы между движениями мотора, что привело к значительному увеличению общей скорости работы устройства.
Однако ускорение работы привело к снижению других важных характеристик, таких как длина пробега (расстояние, которое мотор проходит без остановки). Чтобы компенсировать эти потери, исследователи изменили структуру ДНК и РНК, что позволило приблизиться к характеристикам природных моторов из белков.
В результате модифицированный двигатель достиг скорости около 30 нанометров в секунду. Это достижение открывает новые перспективы для использования искусственных молекулярных моторов в различных областях, включая диагностику заболеваний и молекулярные вычисления.
Свежие комментарии