Poznawanie silników molekularnych Finansowani ze środków UE naukowcy badali wewnątrzkomórkowe "tory kolejowe" oraz mechanizm, poprzez który silniki molekularne współdziałają z nimi na rzecz transportu cząsteczek. Potencjalne dziedziny zastosowania biologicznych silników obejmują medycynę oraz produkcję w nanoskali. Technologie przemysłowe © Thinkstock Komórki są często porównywane do małych fabryk z wieloma działami (organelle) odpowiedzialnymi za konkretne funkcje. Transport "ładunku" (zwykle cząsteczki białkowe) w środowisku wewnątrzkomórkowym z jednego działu do drugiego lub do błony komórkowej w celu wprowadzenia bądź "wydalenia" realizowany jest często przez molekularnych przewoźników. Cząsteczka molekularnego silnika wiąże cząsteczkę przeznaczoną do transportu, a także wiąże się z elementami strukturalnymi komórki, które przypominają tory kolejowe. Przyłączanie i odłączanie od tych torów powoduje przemieszczanie ładunku w sposób uzależniony od energii. Komórkowe systemy dystrybucji to "tory kolejowe" z filamentów aktynowych z napędami miozynowymi (system skurczy mięśni) lub mikrotubul z napędami kinezynowymi bądź dyneinowymi. Europejscy naukowcy zainicjowali projekt "Aktywne systemy biomimetyczne" (Active Biomics) w celu zbadania dwóch rodzajów molekularnych maszyn, tj. wzrostu filamentów generujących moc popychową oraz silników krokowych generujących siłę napędową. Celem było zrozumienie mechanizmów samoorganizacji oraz generowania siły w obu systemach, a tym samym rozwój i kontrolowanie aktywność napędów biomimetycznych (tych naśladujących procesy biologiczne). Wysiłki eksperymentalne zapewniły wgląd w mechanizmy molekularne leżące u podstaw generacji siły przez grube wiązki filamentów aktynowych, a także mechanizmy molekularne odpowiadające za ich ruchliwość. Opracowano i zbudowano w nanoskali kilka biomimetycznych systemów aktynowo-miozynowych, stawiając ważny krok w kierunku rozwoju "nanomięśni". Modelowanie molekularne uzupełnione badaniami eksperymentalnymi wyjaśniło ważne aspekty mechanizmu oraz domeny molekularnego wiązania między silnikiem kinezynowym a mikrotubulami. Naukowcy zbadali także zachowanie kinezyny unieruchomionej na ustrukturyzowanej powierzchni, ważne do potencjalnej budowy silnika biomimetycznego. W ramach projektu Active Biomics opracowano nowe testy i techniki doświadczalne, jak również teoretyczne modele tzw. silników molekularnych. Wyniki ułatwiły wyjaśnienie mechanizmów i strukturalnych elementów zaangażowanych w wytwarzanie siły. Ewentualna komercyjna dostępność silników biomimetycznych może mieć istotny wpływ na bioinżynierię sztucznych mięśni, medyczne urządzenia sortujące oraz aktywne podawanie leków, nie wspominając o rozwoju produkcji w nanoskali.
