ساخت نانوراکتور مصنوعی با استفاده از باکتری‌های طبیعی

تاریخ : ۲۳ شهریور ۱۳۹۸

تعداد بازدید : ۲۰۲

0 امتیاز از 0 رای
نسخه چاپی
موضوعات :

یک گروه تحقیقاتی در آمریکا با استفاده از دستکاری ساختار نوعی باکتری، اقدام به ساخت نانوراکتوری کردند که قابلیت تولید مواد مختلف را داراست.

تولید مواد شیمیایی در مقیاس‌نانومتری همیشه دغدغه محققان بوده است. نانوراکتورها یکی از راهبردهای پیشنهادی برای تولید نانومواد هستند. نانوراکتور‌های طبیعی در باکتری‌های سراسر کره‌ زمین یافت می‌شود. برخی مواد مغذی برای باکتری‌ها تولید می‌کنند و برخی نیز مواد سمی می‌سازند که موجب آسیب به باکتری‌ و حتی مرگ آنها می‌شود. از این رو محققان به دنبال الهام از این راکتورهای نانومقیاس طبیعی برای ساخت کارخانه‌ای به منظور تولید مواد شیمیایی هستند. از این رو محققان اقدام به ساخت نانوراکتور مصنوعی کردند. نتایج این پروژه در قالب مقاله ای با عنوان A designed bacterial microcompartment shell with tunable composition and precision cargo loading M در نشریه etabolic Engineering منتشر شده‌است. 

نانوراکتورهای طبیعی معمولا ساختاری از جنس پروتئین دارند که می‌توان با دستکاری آن اقدام به تولید نانوراکتور مصنوعی کرد. معمولا استفاده از راکتورهای طبیعی برای تولید مواد کار چالش برانگیزی است. بنابراین باید راکتورهای طبیعی برای استفاده در مصارف خاص تغییر یابند. یکی از راه‌های هدایت آنزیم‌ها به این راکتور‌ها، اتصال فیزیکی آنها به انتهای پروتئین‌هایی است که در پوسته راکتور‌ها تشکیل می‌شود، اما این کار، چالش برانگیز است. قسمت انتخایی یا ترمینال بیشتر پروتئین‌های پوسته به سوی خارج راکتور است. بنابراین، هر مولکولی که به انتهای پروتئین متصل شود روی سطح بیرونی، و نه درون آن، قرار می‌گیرد. اگر هدف این باشد که یک یا چند آنزیم را در یک راکتور از بقیه محیط سلولی جدا نگه داشت، این کار مشکل خواهد بود. برایان پرولز محقق دکتری در آزمایشگاه کرفلد می‌گوید: «برای این که پروتئین‌ها را به داخل راکتور بفرستیم، نیاز به نوع جدیدی از واحدهای سازنده داریم که درون ساختار راکتور قرار داده شده باشد. در واقع باید ترمینال را به سوی داخل راکتور بکشانیم تا محموله و ماده هدفی که قرار است به این ترمینال‌ها متصل شود وارد بخش درونی راکتور شوند.»

محققان این پروژه، پروتئینی به نام BMC-H را به‌عنوان ماده سازنده به کار گرفتند و آن را با روشی به نام جابه‌جایی دایره‌ای، درون راکتور قرار دادند به طوری که سر آن به سمت داخل راکتور باشد. با این کار ترمینال مورد نظر به سوی داخل راکتور قرار می‌گیرد. این پروتئین مصنوعی شبیه به پروتئین طبیعی بوده با این تفاوت که انتهای آن به سوی داخل راکتور است.

این نانوراکتور سنتز شده با راکتور طبیعی تفاوت ساختاری و ابعادی زیادی ندارد و می‌توان از آن برای مقاصد زیست‌فناوری استفاده کرد.

 

نظر شما