(Phys.org) —Los investigadores han creado un nuevo tipo de motor molecular hecho de ADN y han demostrado su potencial usándolo para transportar una nanopartícula a lo largo de un nanotubo de carbono.

El diseño se inspiró en motores biológicos naturales que han evolucionado para realizar tareas específicas críticas para la función de las células. dijo Jong Hyun Choi, un profesor asistente de ingeniería mecánica de la Universidad de Purdue.

Mientras que los motores biológicos están hechos de proteínas, los investigadores están tratando de crear motores sintéticos basados ​​en ADN, los materiales genéticos en las células que consisten en una secuencia de cuatro bases químicas:adenina, guanina citosina y timina. El mecanismo de marcha de los motores sintéticos es mucho más lento que la movilidad de los motores naturales. Sin embargo, los motores naturales no se pueden controlar, y no funcionan fuera de su entorno natural, Considerando que los motores basados ​​en ADN son más estables y pueden encenderse y apagarse, Choi dijo.

"Estamos en las primeras etapas del desarrollo de este tipo de motores moleculares sintéticos, " él dijo.

Los nuevos hallazgos se detallaron en un artículo de investigación publicado este mes en la revista. Nanotecnología de la naturaleza .

En las próximas décadas, tales motores moleculares podrían encontrar usos en la administración de fármacos, fabricación y procesamiento químico.

El nuevo motor tiene un núcleo y dos brazos hechos de ADN, uno arriba y otro debajo del núcleo. A medida que se mueve a lo largo de una pista de nanotubos de carbono, recolecta continuamente energía de hebras de ARN, moléculas vitales para una variedad de funciones en células vivas y virus.

los Nanotecnología de la naturaleza El artículo fue escrito por estudiantes graduados Tae-Gon Cha, Jing Pan y Haorong Chen; la ex estudiante de pregrado Janette Salgado; el estudiante de posgrado Xiang Li; Chengde Mao, profesor de química; y Choi.

"Nuestros motores extraen energía química de las moléculas de ARN decoradas en los nanotubos y utilizan esa energía para impulsar la marcha autónoma a lo largo de la pista de nanotubos de carbono, "Dijo Choi.

El núcleo está hecho de una enzima que escinde parte de una hebra de ARN. Después de la escisión, el brazo de ADN superior se mueve hacia adelante, unirse con la siguiente hebra de ARN, y luego sigue el resto del ADN. El proceso se repite hasta llegar al final de la pista de nanotubos.

Los investigadores utilizaron el motor para mover nanopartículas de disulfuro de cadmio a lo largo de un nanotubo. La nanopartícula tiene unos 4 nanómetros de diámetro.

Los investigadores combinaron dos sistemas de imágenes fluorescentes para documentar el movimiento del motor, uno en el espectro visible y el otro en el rango del infrarrojo cercano. La nanopartícula es fluorescente en luz visible y los nanotubos son fluorescentes en el infrarrojo cercano.

El motor tardó unas 20 horas en llegar al final del nanotubo, que tenía varias micras de largo, pero el proceso puede acelerarse cambiando la temperatura y el pH, una medida de acidez.