Maszyny biomolekularne "montowane" za pomocą AFM

uni-muenchen.de

Składanie "maszyn biomolekularnych" z białek jest możliwe z nanometrową precyzją przy użyciu mikroskopu sił atomowych (AFM) – udowadniają naukowcy z Ludwig-Maximilians Universitat (LMU) w Monachium.

Użycie odpowiedniej końcówki mikroskopu AFM pozwala na pobieranie biocząsteczek i umieszczanie ich w innym miejscu z nanometrową precyzją. Technika ta określana jest jako „Single-Molecule Cut & Paste" (SM&P) i została opracowana przez zespół naukowców prof. Hermanna Gauba z LMU. W pierwszej wersji technika nadawała się jedynie do operacji na cząsteczkach DNA, jednak wiele procesów biochemicznych zachodzi w komórkach przy udziale białek i konstruowanie z nich działających odpowiednio układów jest jednym z głównych celów nanotechnologii.

Podczas opracowywania metody składania „biomaszyn" konieczne było przezwyciężenie takich problemów jak pobranie, utrzymanie i umieszczenie białka w odpowiednim miejscu co nie jest łatwe przy oscylacjach obserwowanych w cieczy w temperaturze pokojowej. Z jednej strony sił przytrzymujące białko do końcówki mikroskopu muszą być na tyle duże aby nie się ono nie oderwało podczas przemieszczania, a z drugiej strony niezbyt silne aby nie uszkodzić białka.

Dokonano tego używając kombinacji przeciwciał, białek zawierających cynk, które łatwo przyłączają się do DNA i cząsteczek DNA. Przydatność metody naukowcy zobrazowali składając z setek fluorescencyjnych cząsteczek zieloną postać przechodnia, która jest umieszczana na sygnalizatorach świetlnych na przejściach dla pieszych, tyle że o mikrometrowych rozmiarach.

Dzięki nowej technice można testować działanie złożonych układów białek, np. kombinacji różnych enzymów. W przyszłości naukowcy chcą budować całe złożone układy biochemiczne, które mogłyby np. przetwarzać biomasę w biopaliwa.

(pj)