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Un mouvement mécanique créé de manière artificielle au niveau moléculaire

Des scientifiques financés par l'UE ont réussi à produire un mouvement hautement contrôlé d'un moteur moléculaire artificiel capable d'un mouvement de type main sur main unidirectionnel rarement réalisé auparavant. Cela pourrait ouvrir la voie à des robots et des machines moléculaires.
Un mouvement mécanique créé de manière artificielle au niveau moléculaire
Les moteurs moléculaires sont des machines de protéine, des enzymes qui transforment l'énergie chimique en travail mécanique, marchant de manière unidirectionnelle le long de «voies» selon un mode processif main sur main (catalysant des réactions successives sans libérer leur substrat). Ils existent dans la nature où ils assurent des fonctions comme la contraction musculaire, la division cellulaire et le transport des organelles vers les emplacements cellules appropriés.

Comme c'est le cas dans de nombreux autres domaines, ce phénomène naturel est une source d'inspiration pour les scientifiques qui recherchent activement la possibilité de recréer la beauté et les fonctionnalités des moteurs moléculaires pour permettre l'exécution de tâches par mouvement mécanique au niveau moléculaire. Jusqu'à maintenant, les nouvelles 'créations' de ce type étaient dépourvues du contrôle parfait que l'on retrouve dans les systèmes biologiques.

Les innombrables moteurs moléculaires peuvent être regroupés en quelques catégories en fonction des composants, l'un d'entre eux étant le moteur de kinésine qui génère un déplacement linéaire le long de microtubules. Des scientifiques ont initié le projet METALWALKER («Synthetic kinesin analogues: A transition metal complex that can walk») pour développer une machine moléculaire kinésine totalement synthétique permettant une processivité séquentielle, ce qui a rarement été observé jusqu'à maintenant.

Afin de réaliser un mouvement de ce type, deux ensembles d'unités de liaison orthogonale cinétiquement stables doivent être présents sur le marcheur et doivent pouvoir être activés et désactivés séparément. L'équipe du projet a combiné un complexe de palladium (II) activé thermiquement et un complexe de platine (II) activé photochimiquement au sein d'une même unité marcheuse et a réussi à démontrer les deux principales exigences pour le fonctionnement de la machine, à savoir la directionnalité et la processivité.

Le concept du projet METALWLKER, qui permet de produire un moteur moléculaire artificiel, ouvre la porte au développement de nouveaux systèmes pour contrôler des tâches nécessitant des mouvements au niveau moléculaire et des machines moléculaires mécaniques. Les applications incluent des nanorobots et des nanodispositifs pour applications médicales.

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