Новый инновационный микродвигатель, разработанный международной командой ученых, уже назван прорывом в области нанотехнологий. Основанный на ДНК и управляемый умным механизмом, использующим РНК-полимеразу, этот двигатель способен осуществлять пульсирующие движения, открывая новые возможности для создания сложных наномашин.
V-образный нанодвигатель
Исследователи использовали компьютерное моделирование с помощью инструмента oxDNA для разработки нанодвигателя с листовой рессорой. Структура двигателя состоит из почти 14 тысяч нуклеотидов, которые образуют основные компоненты ДНК. Его форма напоминает кистевой эспандер, где две ручки, соединенные пружиной, образуют V-образную конструкцию.
Размеры нанодвигателя составляют всего 70х70х12 нанометров. Его движение осуществляется за счет химической энергии нуклеозидтрифосфатов, которые имеют три фосфатные группы. РНК-полимераза, специальный фермент, прикреплена к одной из ручек двигателя, а между двумя ручками натянута цепь ДНК.
Транскрибирование ДНК
Процесс работы нанодвигателя основан на транскрибировании ДНК. РНК-полимераза захватывает цепь ДНК для использования в качестве шаблона для синтеза РНК-молекул. При этом нетранскрибируемый участок становится меньше, что приводит к притяжению одной ручки двигателя к другой. Когда РНК-полимераза достигает особой последовательности, известной как терминальная, фермент отпускает ДНК, и структура возвращается в исходное положение. Этот цикл повторяется, обеспечивая пульсирующее движение нанодвигателя.
Однако ученые не останавливаются на достигнутом и планируют разработать сцепление, которое позволит использовать энергию двигателя только в определенные моменты времени.
