Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học đã khám phá ra cách xây dựng các phức hợp phân tử sinh học tổng hợp mới mà họ tin là một bước quan trọng đối với các vật liệu tiên tiến được biotemplated.
Một nhóm các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm nghiên cứu phát triển khả năng chiến đấu của quân đội Hoa Kỳ, phòng thí nghiệm nghiên cứu của quân đội còn được gọi là ARL và Đại học Texas tại Khoa sinh học phân tử của Austin, kết hợp các cặp protein tổng hợp đối nghịch để tạo thành thứ tự phân cấp, cấu trúc đối xứng thông qua một chiến lược mà họ gọi là “lắp ráp protein siêu nạp”.
Tiến sĩ Jimmy Gollihar, một nhà khoa học nghiên cứu sinh học tổng hợp tại ARL, cùng với Đại học Texas tại Austin giáo sư, Tiến sĩ. Andrew Ellington và David W. Taylor, Jr., đã hợp tác trong khám phá này.
Các nhà nghiên cứu cho biết các đơn vị protein tổng hợp đã tăng điện tích bề mặt một cách nhân tạo để tạo ra một đơn vị protein tích điện dương hoặc âm để tạo ra protein siêu nạp. Tính năng này cho phép nhóm tạo ra các cấu trúc tự lắp ráp được điều khiển bằng điện tích một mình.
Để chứng minh khả năng này, nhóm nghiên cứu đã sử dụng mô hình tính toán để thiết kế hai protein huỳnh quang, một siêu tích cực và siêu âm khác.
Gollihar giải thích rằng khi nhóm nghiên cứu tổng hợp và trộn các protein huỳnh quang siêu nạp đối nghịch, nó đã tạo ra các tập hợp được sắp xếp tốt.
“Các protein tích điện đơn giản của chúng tôi được lắp ráp thành các cấu trúc có trật tự tốt theo cách không được quan sát trong tự nhiên”, Gollihar nói. “Các proton này là tập hợp của hai cặp protein huỳnh quang tích điện trái dấu. Một khi các proton hình thành, chúng có thể được lắp ráp ngược bằng cách thay đổi cường độ ion hoặc pH của dung dịch. Ở cường độ ion rất thấp, các protein tập hợp thành các cấu trúc lớn hơn tế bào vi khuẩn. “
Gollihar chỉ ra điều này bắt đầu giải quyết các câu hỏi về cách cấu trúc protein có thể được thiết kế thành các mẫu cho các vật liệu tiên tiến.
“Sinh học là đặc biệt ở quy mô Angstrom mà các phương pháp sản xuất hiện tại không thể truy cập được”, ông nói. “Bằng cách nghiên cứu khả năng tự lắp ráp và chức năng hóa ở cấp độ này, nó có thể chứng minh có thể sản xuất vật liệu nano cho một loạt các ứng dụng liên quan đến Quân đội.
Ông cho biết sinh học tổng hợp là một lĩnh vực công nghệ quan trọng có tiềm năng đột phá để định hình cách Quân đội sẽ chiến đấu và giành chiến thắng trong môi trường hoạt động trong tương lai.
“Những nỗ lực này sẽ được tiếp nối bằng nỗ lực thiết kế cấu trúc protein với các đặc tính độc đáo phù hợp cho các ứng dụng của Quân đội như cảm biến kích hoạt sinh học và lớp phủ chức năng”, Gollihar nói. “Việc lắp ráp cấu trúc sẵn sàng này cho thấy rằng việc kết hợp các cặp biến thể protein siêu nạp đối nghịch có thể mang lại cơ hội rộng lớn để tạo ra các kiến trúc mới thông qua các tương tác không được lập trình.”
Công việc cơ bản này sẽ tiếp tục, mở rộng về quy mô và thành phần, như là một phần của sinh học tổng hợp chuyển đổi cho môi trường quân sự, hoặc TRANSFORME, một trong những chương trình nghiên cứu thiết yếu của ARL.
Tiến sĩ Dimitra Stratis-Cullum, người quản lý chương trình TRANSFORME cho biết.
Nguồn tin tức:
Tài liệu do Phòng thí nghiệm nghiên cứu quân đội Hoa Kỳcung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :