Silniki bakteryjne w nanomaszynach

Opublikowano: 04.12.2023 | Kategorie: Nauka i technika, Wiadomości ze świata

Liczba wyświetleń: 1743

Ostatnie odkrycia naukowców z Uniwersytetu w Nagoi, Uniwersytetu w Osace oraz Instytutu Nauk Biologicznych i Technologii w Nagahama, mogą być przełomem w dziedzinie nanotechnologii, dzięki nowemu zrozumieniu mechanizmu lokomocji bakterii.

Ich badanie, opublikowane w czasopiśmie „iScience”, skupia się na roli cząsteczki FliG w warstwie wici — elementu, który jest ‘silnikiem’ odpowiedzialnym za ruch bakterii. To odkrycie nie tylko pogłębia naszą wiedzę o przemieszczaniu się tych mikroorganizmów, ale może również zrewolucjonizować konstrukcję i działanie nanomaszyn.

W dobie, gdy nanomaszyny stają się coraz mniejsze, naukowcy szukają inspiracji w naturze, by te mikroskopijne urządzenia mogły się poruszać i efektywnie działać. Zainteresowanie badaczy wzbudził silnik wiciowy bakterii, który może obracać się z prędkością do 20 000 obr./min, porównywalną z silnikami Formuły 1. Odtworzenie tego mechanizmu na większą skalę znacząco poprawiłoby zwrotność i wydajność nanomaszyn.

Kluczowe znaczenie dla zrozumienia ruchu bakterii ma analiza budowy i działania silnika wiciowego. Składa się on, podobnie jak silnik samochodowy, z wirnika i stacjonarnego elementu zwanego stojanem. Stojan, działając jak silnik, przenosi ruch obrotowy na wirnik poprzez kompleks białkowy — pierścień C. Kierunek obrotu decyduje o tym, czy bakteria porusza się do przodu czy do tyłu, niczym samochód cofający i jadący.

W pierścieniu C cząsteczka FliG pełni istotną rolę w kontrolowaniu kierunku ruchu bakterii, działając jak sprzęgło i umożliwiając silnikowi przełączanie między jazdą do przodu i do tyłu. Wszystkie części muszą ze sobą współpracować, aby zapewnić optymalne działanie. Nawet najmniejsza zmiana w strukturze FliG może wpływać na funkcjonalność silnika.

Zespół badawczy skoncentrował się na analizie zmutowanej formy FliG, oznaczonej jako G215A, która sprawia, że silnik stale obraca się w kierunku zgodnym z ruchem wskazówek zegara. Porównując ją z niezmutowaną formą, która może poruszać się w obu kierunkach, badacze odkryli fizyczne właściwości FliG i jego interakcje z cząsteczkami wody.

Badanie wykazało, że obserwowany ruch zgodny z ruchem wskazówek zegara w zmutowanej formie wynika ze zmian w FliG oraz interakcji z otaczającymi białko cząsteczkami wody. Zmiany te różniły się od tych, które zachodziły podczas obrotu w przeciwnym kierunku.

Profesor Michio Homma, jeden z głównych badaczy, zauważył: „Struktura FliG i interakcja cząsteczek wody wokół niego różnią się w zależności od kierunku obrotu silnika. Ta różnica umożliwia bakteriom natychmiastowe przełączanie się między ruchem do przodu i do tyłu w odpowiedzi na zmiany w środowisku”.

Odkrycia te otwierają nowe możliwości w projektowaniu nanomaszyn. Naśladowanie skomplikowanego mechanizmu silnika wici pozwoli inżynierom na stworzenie urządzeń, które będą mogły precyzyjnie kontrolować swój ruch, co może mieć przełomowe znaczenie w wielu dziedzinach — od medycyny po produkcję.

Profesor Seiji Kojima, inny członek zespołu badawczego, podkreślił: „Nasze wyniki dostarczają cennych informacji na temat projektowania i rozwoju nanomaszyn, które będą mogły efektywnie i dokładnie poruszać się w złożonych środowiskach”.

To odkrycie nie tylko poszerza naszą wiedzę o świecie mikroorganizmów, ale także otwiera drzwi do innowacji w nanotechnologii, których skutki mogą być odczuwalne w najbliższej przyszłości.

Źródło: ZmianyNaZiemi.pl


TAGI: ,

Poznaj plan rządu!

OD ADMINISTRATORA PORTALU

Hej! Cieszę się, że odwiedziłeś naszą stronę! Naprawdę! Jeśli zależy Ci na dalszym rozpowszechnianiu niezależnych informacji, ujawnianiu tego co przemilczane, niewygodne lub ukrywane, możesz dołożyć swoją cegiełkę i wesprzeć "Wolne Media" finansowo. Darowizna jest też pewną formą „pozytywnej energii” – podziękowaniem za wiedzę, którą tutaj zdobywasz. Media obywatelskie, jak nasz portal, nie mają dochodów z prenumerat ani nie są sponsorowane przez bogate korporacje by realizowały ich ukryte cele. Musimy radzić sobie sami. Jak możesz pomóc? Dowiesz się TUTAJ. Z góry dziękuję za wsparcie i nieobojętność!

Poglądy wyrażane przez autorów i komentujących użytkowników są ich prywatnymi poglądami i nie muszą odzwierciedlać poglądów administracji "Wolnych Mediów". Jeżeli materiał narusza Twoje prawa autorskie, przeczytaj informacje dostępne tutaj, a następnie (jeśli wciąż tak uważasz) skontaktuj się z nami! Jeśli artykuł lub komentarz łamie prawo lub regulamin, powiadom nas o tym formularzem kontaktowym.

1 wypowiedź

  1. replikant3d 04.12.2023 16:45

    Przecież bakterie i wirusy oraz bakteriofagi to bardziej nanomaszyny niż żywe stworzenia. One zostały dokładnie ZAPROJEKTOWANE. A ten ,,silniczek,, jest na to jaskrawym przykładem. Szkoda że zapomnieli dodać jeszcze że ten silniczek potrafi się sam ,,naprawiać w ,,locie,, czyli w trakcie działania… O czym nasze inżyniery mogą tylko pomarzyć…

Dodaj komentarz

Zaloguj się aby dodać komentarz.
Jeśli już się logowałeś - odśwież stronę.