เครื่องจักรขนาดเล็กต้องการมอเตอร์ขนาดเล็ก ขณะนี้ นักวิจัยได้ออกแบบสวิตช์เปิด-ปิดสำหรับมอเตอร์ที่ทำจากเศษโปรตีนที่หมุนได้กว้างเพียง 11 นาโนเมตรคาร์โล มอนเตมักโน แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ลอสแอนเจลิส กล่าวว่า มอเตอร์เช่นนี้ ซึ่งมีพื้นฐานมาจากโปรตีนธรรมชาติ สักวันหนึ่งอาจใช้งานเครื่องจักรระดับนาโน เช่น ระบบนำส่งยา เขาและเพื่อนร่วมงานบรรยายถึงมินิมอเตอร์ที่ควบคุมได้ของพวกเขาในวารสารNature Materials ฉบับเดือนพฤศจิกายน
โปรตีนที่ Montemagno และเพื่อนร่วมงานใช้คือเอนไซม์ ATP synthase
ซึ่งผลิต adenosine triphosphate ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงของเซลล์ นักวิจัยทำงานเฉพาะกับส่วนของ ATP synthase ที่เรียกว่า F 1 -ATPase
หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
นักวิจัยหลายคนกำลังดูชิ้นส่วนโปรตีนนี้และโปรตีนปั่นอื่น ๆ ด้วยสายตาที่จะใช้เป็นมอเตอร์ในเครื่องนาโนในอนาคต เมื่อสองปีก่อน ทีมงานของ Montemagno รายงานว่าพวกเขาได้ติดใบพัดนิกเกิลและโปรตีนขนาดเล็กเข้ากับฮับ F 1 -ATPase ที่หมุนประมาณ 8 ครั้งต่อวินาที
ในการทำงานกับเครื่องจักรที่ใช้งานได้ มอเตอร์จะต้องสามารถเปิดและปิดได้ ในผลงานชิ้นใหม่นี้ มอนเตมักโนและเพื่อนร่วมงานของเขาได้เพิ่มจุดยึดสังกะสีให้กับ F 1 -ATPase เมื่อนักวิจัยเติมสังกะสีลงในสารละลายที่มีชิ้นส่วนโปรตีนดัดแปลง มันจะหยุดหมุน พวกเขาสามารถเริ่มต้นการปั่น F 1 -ATPase ใหม่ได้โดยการเอาสังกะสีออกด้วยความช่วยเหลือของโมเลกุลที่จับกับโลหะได้แรงกว่าชิ้นส่วนโปรตีน
ในทางตรงกันข้าม F 1 -ATPase ที่ไม่ได้แก้ไขไม่ได้หยุดหมุนด้วยการเติมสังกะสี
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
การจับตัวกันของสังกะสีกับชิ้นส่วนโปรตีนดัดแปลงของนักวิจัยจะปิดการทำงานเนื่องจาก “มันเหมือนกับการติดกาวไว้ตรงนั้น” มอนเตมักโนกล่าว กล่าวอีกนัยหนึ่งสังกะสีจะติดชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหว
มินิมอเตอร์แบบเปลี่ยนได้คือ “การใช้ประโยชน์จากระบบชีวภาพเพื่อควบคุมการเคลื่อนที่เชิงกล” เจมส์ ทัวร์ แห่งมหาวิทยาลัยไรซ์ในฮูสตันให้ความเห็น “การหยุดและเปิดเครื่องอีกครั้งเป็นสิ่งสำคัญที่ต้องทำ”
ยังมีหนทางอีกยาวไกลก่อนที่นาโนสวิตช์จะสามารถควบคุมการเติมและกำจัดสังกะสีได้หลายรอบ ทัวร์กล่าวเสริม “แต่นี่เป็นขั้นตอนในทิศทางที่ถูกต้อง . . . เป็นวิธีการที่ชาญฉลาดและชาญฉลาดมาก”
ในที่สุด ผลิตภัณฑ์นาโนเทคใดๆ ที่พัฒนาขึ้นจากงานนี้ก็ไม่จำเป็นต้องใช้ F 1 -ATPase แต่อย่างใด Montemagno ผู้ซึ่งทำงานเกี่ยวกับอุปกรณ์ระดับนาโนหลายตัวกล่าว แต่ชิ้นส่วนโปรตีนนี้เป็นแบบจำลองการทดลองที่ดีสำหรับมอเตอร์ที่ได้รับแรงบันดาลใจจากธรรมชาติ เขากล่าว
Peter Satir จาก Albert Einstein College of Medicine ในนิวยอร์ก กล่าวว่าผลงานของ Montemagno และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังทำให้แนวคิดบางอย่างเกี่ยวกับแชมป์นาโนเทคโนโลยีเข้าใกล้ความจริงมากขึ้น ในรายการความฝันนั้นคือเครื่องซ่อมแซมเซลล์และเมมเบรนด้วยมอเตอร์ระดับนาโนที่แยกโมเลกุลเฉพาะออก
Satir กล่าวว่า “ฉันคิดว่าคุณกำลังอยู่บนเส้นทางที่จะออกแบบเครื่องจักรเหล่านี้ที่คนอื่นๆ ใฝ่ฝันถึง”
Credit : เว็บสล็อต
