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FP6

ACTIVE BIOMICS — Risultato in breve

Project ID: 516989
Finanziato nell'ambito di: FP6-NMP
Paese: Germania

Capire i motori molecolari

Alcuni scienziati finanziati dall'UE hanno studiato le "rotaie" intracellulari e il meccanismo con cui i motori molecolari interagiscono con esse per trasportare le molecole. Le potenziali applicazioni dei motori biologici comprendono la medicina e la produzione su nanoscala.
Capire i motori molecolari
Le cellule sono spesso modellizzate come piccole fabbriche con numerosi reparti (organelli) responsabili di specifiche funzioni. La movimentazione del "carico" (tipicamente molecole a base proteica) in ambito intracellulare da un reparto all'altro o verso la membrana cellulare per l'inserimento o l'"espulsione", è spesso effettuata da trasportatori molecolari.

Un motore molecolare si lega alla molecola da trasportare e agli elementi strutturali della cellula, che sono molto simili a rotaie ferroviarie. La creazione e l'interruzione dei legami a tali rotaie convoglia il carico in modo dipendente dall'energia.

I sistemi di distribuzione cellulari sono "rotaie" per filamenti di actina e motori di miosina (il sistema di contrazione dei muscoli) o microtubuli con chinesina o motori di dineina.

I ricercatori europei hanno dato vita al progetto Active Biomics ("Active biomimetic systems") per studiare due tipi di macchine molecolari: i filamenti crescenti che generano una forza di spinta e i motori incrementali che generano una forza di trazione.

L'obiettivo era quello di comprendere i meccanismi di autoassemblaggio e di generazione della forza nei due sistemi, e di sviluppare e controllare così l'attività di motori biomimici (ovvero che imitano la biologia).

Il lavoro sperimentale ha fornito informazioni sui meccanismi molecolari sottesi alla generazione della forza mediante spessi fasci di filamenti di actina e sui meccanismi molecolari responsabili per la loro motilità. Sono stati sviluppati numerosi sistemi actina-miosina biomimici, realizzati poi su nanoscala: un importante passo in avanti verso lo sviluppo di "nanomuscoli".

La modellizzazione molecolare consentita dalla ricerca sperimentale ha chiarito importanti aspetti del meccanismo e dei domini di legame molecolare tra i motori a chinesina e i microtubuli. Gli scienziati hanno inoltre studiato il comportamento della chinesina immobilizzata su una superficie strutturata, importante per la successiva costruzione di un motore biomimico.

Il progetto Active Biomics ha sviluppato nuovi approcci e tecniche sperimentali, nonché modelli teoretici, dei cosiddetti motori molecolari. I risultati hanno agevolato la comprensione dei meccanismi e delle entità strutturali coinvolti nella generazione della forza.

L'eventuale disponibilità commerciale dei motori biomimici potrebbe avere un impatto importante sulla bioingegneria dei muscoli artificiali, dei dispositivi di triage medico e sulla somministrazione attiva dei farmaci, per non dire sullo sviluppo della produzione su nanoscala.

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