Открытие первого мотора с вращательным движением у бактерии-убийцы вирусов продвигает нанотехнологии

Учёные раскрыли 35-летнюю загадку о работе природных моторов, которые служат моделями для разработки нового поколения синтетических наномоторов. Эти наномоторы смогут доставлять терапевтические ДНК, РНК или лекарства в отдельные больные клетки. Отчёт, раскрывающий внутренние механизмы этих наномоторов у бактериофага phi29 (вируса, убивающего бактерии), и новый способ перемещения ДНК через клетки опубликован в журнале ACS Nano.

Пэйсюань Го и его коллеги объясняют, что в природе было известно два типа моторов: линейный и вращающийся. Теперь они сообщают об открытии третьего типа — вращательного молекулярного мотора. Наномоторы откроют путь к созданию практических машин и других нанотехнологических устройств настолько малых, что 100 000 таких устройств поместились бы в ширину человеческого волоса. Одним из ключевых природных прототипов для этих разработок является мотор, который упаковывает ДНК в оболочку бактериофага phi29. Исследовательская группа Го хочет встроить синтетическую версию этого мотора в наномедицинские устройства, которые будут вводиться в организм, достигать больных клеток и закачивать в них лекарства.

Главным препятствием была неопределённость и споры о том, как именно двигается мотор phi29. Учёные полагали, что он работает за счёт вращения или скручивания, подобно тому, как Земля вращается вокруг своей оси.

В своей статье в ACS Nano Го и его команда (Чжэнъи Чжао, Эмиль Хисамутдинов и Чад Шварц) оспаривают эту идею. Они обнаружили, что мотор phi29 перемещает ДНК без какого-либо вращательного движения. Мотор перемещает ДНК вращательным движением, подобно тому, как Земля вращается вокруг Солнца.

«Модель вращения без ротации может разрешить большую загадку, мучившую учёных в течение 35 лет кропотливых исследований механизма этих вирусных моторов упаковки ДНК», — говорится в отчёте.