Un rotor la scară nanometrică realizat din ADN ar putea fi folosit ca o supapă pentru sarcini precum sortarea moleculelor sau ar putea acționa ca un comutator într-un computer biologic.
Proiectarea sistemelor mecanice aflate în mișcare la scară nanometrică este dificilă din cauza mișcărilor aleatorii ale moleculelor mici. Deși există multe exemple de motoare biologice eficiente în natură, precum F-ATPaza, o enzimă producătoare de energie cu o coloană centrală rotativă, nanomotoarele sintetice se află încă în curs de dezvoltare.
Ramin Golestanian și colegii săi din cadrul Universității din Oxford au dezvoltat un rotor fabricat din ADN, care se poate învârti cu o forță și o viteză similare cu F-ATPaza.
„Această mașină este prima de acest gen care poate furniza acest nivel de cuplu, de lucru și de viteză. Toate aceste numere sunt, într-adevăr, un record la această scară pentru un sistem sintetic și sunt foarte, foarte apropiate de cele ale echivalentului biologic”, a declarat Golestanian.
Echipa a construit rotorul folosind ADN origami, care implică proiectarea structurilor ADN cu ajutorul unui software și construirea lor printr-o serie de reacții chimice. Astfel, se pot realiza structuri puternice și agile deoarece interacțiunile perechilor de baze ale ADN-ului sunt bine înțelese,
Rotorul este format dintr-un piedestal și un doc pentru „lama” rotorului, care este de aproximativ o mie de ori mai subțire decât un fir de păr uman. Docul are o serie de caneluri astfel încât o tijă rigidă, realizată tot din ADN, se mișcă într-o anumită direcție atunci când este plasată într-un câmp electric. Deși tija se deplasează constant ușor dintr-o parte în alta, aceasta se mișcă în mod clar în viraje de 180 de grade, ceea ce înseamnă că poate aplica forță obiectelor aflate în calea acesteia.
„Este un salt înainte cu adevărat fascinant în ceea ce privește sintetizarea acestor motoare la scară nanometrică pe baza principiilor motoarelor biologice”, a declarat Neil Kad din cadrul Universității Kent, Marea Britanie.
Deși echipa nu propune nicio utilizare imediată pentru rotorul pe bază de ADN, acesta ar putea avea o serie de aplicații. Kad a declarat faptul că brațul rotorului ar putea fi controlat de câmpul electric pentru a sorta molecule specifice, acționând ca o supapă, sau ar putea comuta înainte și înapoi într-un mod binar, ceea ce l-ar face o componentă potențială a unui computer biologic.
