Costruire complessi di raccolta della luce sulle membrane cellulari
All'interno della membrana plasmatica si trovano numerose proteine che assolvono diverse funzioni primarie. Alcune di queste proteine integrali di membrana sono fotosensibili, particolarmente nelle piante verdi e nei batteri, dove sono molto importanti per la fotosintesi o per forme di minor livello di raccolta di energia dalla luce solare. Lo spettro elettromagnetico (EM) è composto da radiazioni di tutte le frequenze, ma le proteine integrali di membrana fotosensibili (PIMPs - photosensitive integral membrane proteins) normalmente utilizzano solo una piccola parte dell'EM, riducendo la propria efficienza. Un'area dell'EM non utilizzata è quella che va dalla regione ultravioletta (UV) a quella blu. Il progetto Nanophotochrome ("Energy conversion within the hybrid materials engineered from the nanocrystals quantum dots and photochromic membrane proteins") è stato ideato per utilizzare nanotecnologia e ingegneria genetica al fine di sviluppare antenne di raccolta della luce incorporate sulla membrana per aumentare l'efficienza della raccolta della luce da parte dei centri di reazione (RCs - reaction centres) fotosintetici o delle PIMP batteriorodopsine, che producono energia. I punti quantici (QD) sono nano-materiali unici in grado di assorbire la luce in un ampio spettro, incluso quello d'interesse, e convertirlo in una regione più stretta e, in questo case, biologicamente utile. I ricercatori sono riusciti a sviluppare coppie di trasferimento donatore (QD)-accettore (cromoforo delle PIMP), abbinate otticamente, come nano-unità ibride che accrescono la fotosintesi nei sistemi di raccolta della luce e trasmissione dell'energia. Hanno ampliato questo lavoro al fine di includere lo sviluppo di materiali di questo tipo per applicazioni fotovoltaiche. Infine, i partner del progetto hanno studiato il processo del trasferimento dell'energia nei materiali ibridi e all'interno degli immunocomplessi, interessandosi allo sviluppo di strumenti diagnostici per l'individuazione di metastasi del cancro al seno. Riassumendo, il progetto Nanophotochrome ha prodotto un innovativo sistema ibrido nanotecnologico-biologico, in grado di aumentare la raccolta della luce nei sistemi biologici. La tecnologia ha un'ampia applicazione nell'accrescere l'efficienza delle piante verdi, di alcuni batteri e nel settore dell'energia fotovoltaica, nonché nell'individuazione del cancro.
