舊金山州立大學領導的一個合作項目設計了第一個基于合成蛋白質的馬達，它利用生物反應來為自己提供燃料和動力。
該研究的作者之一、SFU物理學教授南希·福德(Nancy Forde)說:“想象一下，如果Roomba只靠它收集的灰塵提供動力。”
該團隊的論文由SFU物理學博士研究生Chapin Korosec領導，發(fā)表在《自然通訊》上，描述了一種名為“割草機The Lawnmower”的基于蛋白質的分子馬達，該馬達被設計用于切割草坪上的肽“草”。馬達使用消化酶胰蛋白酶來切割多肽，并將其轉化為驅動自身所需的能量。
SFU和瑞典隆德的研究人員證明，割草機能夠自我引導運動，并可以使用特殊設計的軌道定向到特定方向，這是在各種環(huán)境中實現(xiàn)的重要一步。
該團隊的發(fā)現(xiàn)建立在數(shù)十年來對分子馬達在生物體中的作用和功能的研究基礎之上。正如研究人員解釋的那樣，所有的生命系統(tǒng)，從人類到植物再到細菌，都是由基于蛋白質的分子馬達維持生命的。這些馬達將化學能從一種形式轉化為另一種形式，以完成有用的工作，如促進細胞分裂、運送貨物、向食物或光線游去，以及維持健康的組織。
The Lawnmower是第一個用自然蛋白質制造的人造動力裝置。正如Forde解釋的那樣，這些實驗幫助研究人員測試我們對分子馬達在自然界中如何工作的理解。
她說:“如果我們從研究自然界的分子馬達中學到的規(guī)則是正確和充分的，那么我們應該能夠用不同的蛋白質部分構建馬達，并讓它們以預期的方式工作。”
在未來，分子馬達可能在醫(yī)學和生物計算方面有重要的應用。在人體中，運動蛋白對于在神經元內運輸貨物尤為重要。了解這些分子機器的工作原理可能是理解和治療運動神經元疾病(如多發(fā)性硬化癥和痙攣性截癱)的關鍵。
設計用于模擬生物過程的分子機器也可以幫助醫(yī)療保健提供者提供更有針對性的疾病治療。
Forde說:“流感被認為是一種分子馬達，可以滲透到細胞周圍的區(qū)域，從而感染細胞。”“也許合成馬達可以使用同樣的方法，但不是感染細胞，它們可以被設計成專門針對患病細胞遞送藥物有效載荷。”
“我們受到諾貝爾獎得主物理學家理查德·費曼(Richard Feynman)的啟發(fā)，他有一句名言:‘我不能創(chuàng)造的，就是我不理解的。我們團隊的工作旨在通過嘗試從零開始創(chuàng)造分子機器來測試我們對分子機器基本操作原理的理解。”
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