Η συνεργασία αποκαλύπτει πώς συναρμολογούνται οι μοριακές μηχανές
Μια διεθνής ομάδα επιστημόνων έχει αποκαλύψει πώς συναρμολογούν οι μοριακές μηχανές, μια ανακάλυψη που θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους σχεδιασμού και κατασκευής συσκευών νανοκλίμακας.
Οι ερευνητές, από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, το Μπέρκλεϊ, το Πανεπιστήμιο του Ιλινόις στην Urbana-Champaign και το Εθνικό Ινστιτούτο Προηγμένων Βιομηχανικών Επιστημών και Τεχνολογίας (AIST) στην Ιαπωνία, χρησιμοποίησαν συνδυασμό πειραματικών τεχνικών και προσομοιώσεων υπολογιστών για να μελετήσουν τη συναρμολόγηση μιας πρωτεΐνης που ονομάζεται Groel. Το Groel είναι μια chaperonin, ένας τύπος πρωτεΐνης που βοηθά άλλες πρωτεΐνες να διπλώνουν τα κατάλληλα σχήματα τους.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ο Groel συναρμολογεί μια σειρά διαδοχικών βημάτων, καθένα από τα οποία προκαλείται από τη δέσμευση του ATP, του ενεργειακού νομίσματος του κυττάρου. Πρώτον, δύο υπομονάδες groel συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα διμερές. Στη συνέχεια, δύο διμερή συνδέονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν ένα τετραμερές. Τέλος, δύο τετραμερή δεσμεύονται μεταξύ τους για να σχηματίσουν το ώριμο σύμπλεγμα Groel.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν επίσης ότι η συναρμολόγηση του Groel ρυθμίζεται σε μεγάλο βαθμό. Για παράδειγμα, η δέσμευση του ΑΤΡ σε Groel προκαλεί μια αλλαγή διαμόρφωσης που εκθέτει μια υδρόφοβη επιφάνεια στην πρωτεΐνη. Αυτή η επιφάνεια στη συνέχεια αλληλεπιδρά με άλλες πρωτεΐνες, όπως η συν-χερντονίνη Groes, για να τους βοηθήσει να αναδιπλωθούν στα κατάλληλα σχήματα τους.
Οι ερευνητές λένε ότι τα ευρήματά τους θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέους τρόπους σχεδιασμού και κατασκευής συσκευών νανοκλίμακας. Με την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο συναρμολογούν οι μοριακές μηχανές, οι επιστήμονες θα μπορούσαν να δημιουργήσουν νέα υλικά και συσκευές με ακριβείς ελεγχόμενες δομές και λειτουργίες.
"Αυτή η έρευνα παρέχει μια νέα κατανόηση του τρόπου με τον οποίο συναρμολογούνται οι μοριακές μηχανές", δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Dr. John Kuriyan, καθηγητής μοριακής και κυτταρικής βιολογίας στο UC Berkeley. "Αυτή η γνώση θα μπορούσε να οδηγήσει σε νέους τρόπους σχεδιασμού και κατασκευής συσκευών νανοκλίμακας που θα μπορούσαν να έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών, από την ιατρική στην ενέργεια".
Η έρευνα δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature.
