Algi zainspirowały konstrukcję komercyjnych bioczujników
Wraz z nastaniem ery nanotechnologii i koniecznością stworzenia funkcjonalnych systemów w skali pojedynczych atomów naturalne procesy zachodzące w żywych organizmach stały się źródłem ważnych informacji odnośnie różnych tematów, od samoorganizacji i mechanizmów czucia po procesy katalityczne. Projekt "Synteza i zastosowanie w nanotechnologii połączonych krzemianów" (SANTS) łączy wszystkie wspominane tematy w celu zbadania możliwości powielenia i modyfikacji naturalnych mechanizmów, obserwowanych w jednokomórkowych algach, które umożliwiają powstawanie łańcuchów krzemianowych umożliwiających przechwytywanie enzymów i wykorzystywanie ich w procesach biokatalitycznych oraz konstrukcji bioczujników. Biokrzemiany przechwytują i zatrzymują enzymy ze znacznie większą wydajnością niż uzyskana w przypadku zastosowania konwencjonalnych procedur laboratoryjnych, a także stabilizują i chronią przetrzymywane enzymy. Z tego powodu proces ten jest szczególnie intrygujący dla naukowców chcących zastosować te mechanizmy do celów związanych z nanoprodukcją. Okrzemki, będące główną grupą należącą do alg, zawierają pancerzyki krzemionkowe, które powstają dzięki aktywności złożonych protein z powtarzalnymi sekwencjami zawierającymi grupy fosforanowe. Mechanizm ten można naśladować z użyciem syntetycznych peptydów (niewielkie porcje znacznie większych protein), naśladujących wzbogacanie fosforanami. Naukowcy korzystali z posiadanej wiedzy na temat produkcji cząstek nanokrzemionki z użyciem peptydu R5. Uzyskali oni niezawodne źródło czystych i zmodyfikowanych form peptydu R5, a następnie przeprowadzili badania nad formowaniem struktur. Dzięki temu mogli w pełni scharakteryzować efekty różnych struktur peptydu R5 zarówno w zakresie formowania nanocząsteczek, jak i skrzemienienia powierzchni. Co więcej, skutecznie zastosowali istniejące metody wiązania wielu ważnych enzymów, w tym acetylocholinesterazy i lipazy. Zespół projektu SANTS zademonstrował również przydatność opracowanych materiałów w produkcji matryc biokatalitycznych i bioczujników. Naukowcom udało się również opracować protokoły produkcyjne, umożliwiające niezawodne i powtarzalne układanie powierzchni z nanostruktur. Projekt SANTS umożliwił opracowanie nowych materiałów molekularnych i metod produkcji bioczujników, a także procesów syntezy biokatalitycznej. Wyniki będą miały duży wpływ na społeczeństwo, poprzez umożliwienie rozwoju nowych czujników do zastosowań związanych ze środowiskiem, zdrowiem i przemysłem, a także dzięki nowym stabilnym i wydajnym biokatalizatorom, zgodnym z polityką UE dotyczącą ekologicznej produkcji środków chemicznych.
