نانوکارخانه‌ای با قابلیت تولید لوله‌های پروتئینی

درون بدن ما انسان‌ها، گیاهان، میکروب‌ها و تمامی موجودات زنده یک سیستم حمل و نقل مولکولی وجود دارد که از یک ساختار شبکه‌ای برخوردار است. این ساختار شبکه‌ای می‌تواند موادغذایی و پسماندها را میان داخل و خارج بافت‌ها جا به جا کند.
محققان با الهام از این شبکه حمل و نقل زیستی، اقدام به طراحی و ساخت ماشین‌های مولکولی از جنس پروتئین کردند. این ماشین‌ها قادراند همانند یک دستگاه راه‌سازی اقدام به تولید لوله‌هایی برای شبکه‌سازی کنند.
این ماشین‌های مولکولی قادراند با استفاده از مولکول‌های زیستی اقدام به تولید ساختارهای پلیمری پیچیده کنند. چنین ماشین‌هایی می‌توانند شبکه‌هایی را خلق کنند که قابلیت خودترمیمی دارند. این ویژگی خودترمیمی برای ساخت پیل‌های خورشیدی بسیار ایده‌آل هستند. معمولا پیل‌های خورشیدی در اثر تابش دائمی نور خورشید دچار زوال می‌شوند که این ویژگی خودترمیمی می‌تواند عمر آنها را افزایش دهد.
این اولین باری است که از ماشین‌های مولکولی برای چنین کاری استفاده می‌شود. در زیست‌شناسی ساختارهای لوله‌ای از جنس پروتئین می‌توان برای حمل مواد بسیار کوچک استفاده شود. ساخت چنین کارخانه زیستی به صورت مصنوعی کاری چالش برانگیز است. این گروه تحقیقاتی از آزمایشگاه‌های ملی ساندیا با الهام از چنین نانوکارخانه‌های زیستی، اقدام به تولید این ابزار جدید کردند. در این ماشین مولکولی از موتورهای کینزین استفاده شده‌است که خودآرایی داده و تبدیل به مولکول می‌شود. این لوله‌ها که از بلاک کوپلیمر ساخته شده‌اند یک نسخه مصنوعی از همتایان طبیعی خود هستند. قطر لوله‌های ایجاد شده بین ۳۰ تا ۵۰ نانومتر است. با افزودن موادی نظیر چربی‌های سنتزی می‌توان مورفولوژی و ابعاد این لوله‌ها را تنظیم کرد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان “Dynamic assembly of polymer nanotube networks via kinesin powered microtubule filaments.” در نشریه Nanoscale منتشر شده‌است.