Mașinile moleculare simple există de aproximativ două decenii. Primele exemplare includ roți moleculare, care se pot deplasa de-a lungul unei osii, creând un mecanism asemănător pistonului. Cei trei pionieri ai acestei lucrări, mai exact Fraser Stoddart din cadrul Universității Northwestern din Illinois, Ben Feringa din cadrul Universității Groningen din Țările de Jos și Jean-Pierre Sauvage din cadrul Universității din Strasbourg, Franța, au primit un premiu Nobel în anul 2016.
În prezent, sunt fabricate și testate mai multe astfel de mașini moleculare. În urmă cu câțiva ani, James Tour și colegii acestuia din cadrul Universității Rice din Houston, Texas, au creat o mașină moleculară care ar putea perfora membranele celulare. Aceasta permitea efectuarea unor găuri prin care puteau fi livrate medicamente.
Astfel de dispozitive pot fi construite pentru a crea mașini și mai sofisticate. Potențialul este uriaș: organismele vii folosesc mașini biomoleculare pentru a realiza o mulțime de procese. De exemplu, ribozomii sunt mașini biomoleculare care asamblează proteine. Ei unesc molecule denumite aminoacizi în secvențe specifice pentru a crea o gamă largă de materiale, de la keratina din unghii și până la anticorpii din cadrul sistemului imunitar.
David Leigh din cadrul Universității din Manchester, Marea Britanie, lucrează de mult timp la o versiune sintetică a ribozomului. Proiectele dezvoltate de acesta tind să se bazeze pe o moleculă în formă de inel, echipată cu un „braț” care se mișcă de-a lungul unei piste moleculare liniare, ridicând bucăți de-a lungul drumului și unindu-le între ele. În anul 2021, Leigh și echipa sa au unit două dintre aceste mașini, astfel încât dispozitivul rezultat să poată construi o peptidă cu 10 aminoacizi așezați într-o anumită secvență.
Pentru moment, mașinile lui Leigh nu pot depăși procesele din natură. Totuși, acest lucru s-ar putea schimba. Deși ribozomii naturali construiesc proteine folosind doar 20 de tipuri de aminoacizi, un ribozom sintetic ar putea fi proiectat să funcționeze cu o gamă mult mai largă de molecule. „Putem folosi întregul tabel periodic. Cred că mașinile moleculare vor schimba modul în care abordăm designul materialelor”, a declarat Leigh.