ПОПУЛЯРНЫЕ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Кадры

Фотогалерея

Новости

Нанодвигатель из ДНК-оригами / 07.08.2022

 

ДНК — многофункциональная биомолекула, имеющая уникальные свойства и выполняющая целый ряд функций. Человек смог дополнить спектр ее возможностей искусственными — и теперь к ним добавился наноразмерный мотор, основанный на технологии ДНК-оригами и способный к самосборке.
ДНК, или дезоксирибонуклеиновая кислота — одна из ключевых биомолекул, роль которой заключается в хранении и копировании генетической информации. Однако выполняемые ею функции в действительности довольно разнообразны: ДНК может активно участвовать в регуляции экспрессии генов, изменять свою структуру и взаимодействовать с белками.
 
Помимо этого, ученые и инженеры смогли придать молекуле ДНК и другие, искусственные возможности. Например, способность катализировать химические реакции (ДНКзимы), хранить цифровую информацию (технология «ДНК-флешки») или служить основой для исключительно разнообразных, динамичных и при этом надежных наноконструкций.
 
Речь идет о так называемых ДНК-оригами: такая нанотехнология позволяет синтезировать множество специфических молекул, которые связывают друг друга по принципу комплементарности и в итоге самопроизвольно образуют сложные агрегаты. Цепочки ДНК подлиннее в этом случае служат основой, к которой присоединяются короткие молекулы.
 
Этой технологии более 15 лет, и она уже помогла получить ряд уникальных объектов — от эффектных наносмайликов до эффективных средств для направленной доставки лекарств.
 
Ранее эволюция создала множество природных нанодвигателей — это белки, выполняющие функции молекулярных машин вроде АТФсинтазы, использующей своеобразную «карусель» для того, чтобы преобразовать разность потенциалов на биомембране в энергию химических связей. Другой пример — «шагающие белки» вроде кинезина, способные целенаправленно перемещаться вдоль микротрубочек, перетаскивая на себе полезные грузы.
Создать подобные искусственные молекулярные двигатели обычными методами довольно трудно, так что авторы новой статьи в Nature прибегли к биоинженерии и ДНК-оригами.
 
«Мы развивали эту технологию сборки на протяжении многих лет и теперь можем создавать сложные объекты с высокой точностью — скажем, молекулярные переключатели или полые контейнеры, которые захватывают вирусные частицы. И если вы получите цепочки ДНК с нужной последовательностью, эти объекты соберут себя сами», — пояснил Генрих Дитц (Hendrik Dietz), руководитель нового исследования из Университета Мюнхена (Германия).
Приведены следующие технические характеристики нанодвигателя. Он состоит из трех частей: основания, платформы и роторного рычага. Основание имеет в высоту примерно 40 нанометров и химически пришито к стеклянной подложке. Рычаг ротора — около 500 нанометров в длину, подвижно прикреплен к основанию. Между ними расположена платформа, имеющая преграды, ограничивающие движение рычага, — это вынуждает его деформироваться при повороте. По сути, речь идет о молекулярном храповике.
 
Движение возникает за счет флуктуирующих электрических сил, воздействующих на ДНК-двигатель. Авторы называют возможности этого устройства беспрецедентными: предельный крутильный момент составляет десять пиконьютон на нанометр длины рычага. Наномотор можно включать и выключать, а его скорость и направление вращательного движения — контролировать.
 
Авторы убеждены, что собранный из ДНК-оригами молекулярный двигатель найдет множество технических приложений, в том числе для проведения управляемых химических реакций - пишет naked-science.

Другие новости по теме:
03.08.22 - Учёные узнали как работеат материал для быстрозаряжаемых аккумуляторов
01.08.22 - Оптоволоконная подслушка
02.06.22 - Помню форму – знаю направление
01.06.22 - Покрытие отводящее тепло: дешево и компактно
31.05.22 - Быстрее чем выращивать: ученые создали древесину из клетки растения
TOP100 самых популярных
новостей
за месяц
Место Наименование Показов
1

Нанокристаллы поваренной соли оказались эластичными (видео)

Американские исследователи обнаружили, что нанокристаллы поваренной соли (NaCl) эластичны. Макрокристаллы этого материала представляют собой твердые хрупкие тела. По словам ученых, новое открытие в оч

123
2

Учёные узнали как работеат материал для быстрозаряжаемых аккумуляторов

  Исследователи из Сколтеха вместе с коллегами из МГУ установили механизмы хранения заряда для NiBTA — недавно открытого материала, который может привести к созданию передов

120
3

Мостовые опоры по образу человеческих суставов

Инженеры Техасского университета A&M провели серию тестов новой конструкции мостовых опор, созданных по образу человеческого сустава, которые не боятся землетрясений. Ее рабочее название &laq

106
4

Лето будет длиться полгода к 2100 году

Согласно новому исследованию, без усилий по смягчению последствий изменения климата лето длиной в шесть месяцев станет новой нормой к 2100 году в Северном полушарии. По мнению авторов, это приведет

98
5

В США производят биотопливо из бактерий

  Учёные из Национальной лаборатории им. Лоуренса в Беркли генетически модифицировали бактерии, чем заставили их синтезировать очень и очень эффективное биотопливо. Плотность энергии этого

92

Анонсы событий