Des chercheurs font un pas vers le développement d’une nanomachine à rotor axial


Des chercheurs font un pas vers la conception d'une nanomachine à rotor axel

Des rotors un milliard de fois plus petits qu’une graine de pavot ont été construits à partir d’axes de protéines (blancs) et d’anneaux de protéines (bleus). Crédit : Ian C. Haydon/UW Institute for Protein Design

Une grande équipe de chercheurs de l’Université de Washington, en collaboration avec des collègues de l’Université de Montpellier et du Fred Hutchinson Cancer Research Center, a franchi une étape majeure le développement d’une nanomachine à axial. Dans son article publié dans la revue Sciencele groupe décrit comment ils ont utilisé le codage ADN pour adapter E. coli afin de produire des protéines qui se sont assemblées en rotors et essieux.

Comme le notent les chercheurs, les moteurs moléculaires abondent dans la nature, des queues de flagelle de certaines bactéries au moteur ATPase F1. Et bien que de tels exemples aient servi de bons modèles, les tentatives de les utiliser dans la nature ou d’en créer de nouveaux en laboratoire ont pour la plupart échoué. Cela est dû à la nature à usage unique des moteurs naturels et à l’imprévisibilité du repliement des protéines dans les tentatives de synthèse. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont surmonté certains des obstacles que d’autres ont rencontrés et ont fait un grand pas vers la création d’un moteur moléculaire en développant deux des principales pièces requises pour un tel dispositif — un essieu et un rotor — ont même réussi à reliez-les ensemble.

Pour fabriquer leurs pièces de moteur, les chercheurs ont d’abord utilisé un logiciel appelé Rosetta, qui leur a permis de concevoir des protéines en forme d’anneaux avec des diamètres spécifiques. Ils ont ensuite utilisé les données du programme pour utiliser l’ADN pour coder les acides aminés dans les bactéries E. coli qui composent les protéines. Ces protéines sont constituées de chaînes d’acides aminés – leur séquence détermine la forme qu’elles prennent lorsqu’elles se replient spontanément. L’équipe a réussi à plier certaines des protéines en formes de rotor et d’autres en formes d’axes. Ils sont ensuite allés encore plus loin en faisant en sorte que plusieurs protéines se replient ensemble dans des assemblages rotor-essieu – les pièces rudimentaires nécessaires à un moteur moléculaire.

Les chercheurs ont examiné les prototypes de moteurs qu’ils ont créés à l’aide de la microscopie électronique cryogénique et ont constaté que les pièces se repliaient comme souhaité, mais comme une telle microscopie ne peut capturer qu’une image à la fois, il était impossible de dire si les rotors tournaient.

Le prochain objectif des chercheurs est de développer un moteur moléculaire avec des composants qui tourner le rotor dans une direction souhaitée.


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Plus d’information:
A. Courbet et al, Conception informatique d’assemblages de protéines -rotor couplés mécaniquement, Science (2022). DOI : 10.1126/science.abm1183

© 2022 Réseau Science X

Citation: Des chercheurs font un pas vers la création d’une nanomachine à rotor axial (22 avril 2022) Extrait le 22 avril 2022 de https://phys.org/news/2022-04-axle-rotor-nanomachine.html

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