Description du projet
De minuscules robots qui transportent des cargaisons moléculaires
Les machines moléculaires comptent parmi les molécules fonctionnelles les plus complexes et régissent pratiquement tous les processus biologiques. La manipulation contrôlée des structures au niveau moléculaire par le biais de la robotique programmable pour petites molécules pourrait nous mener à l’aube d’une nouvelle ère de nanotechnologies moléculaires utiles. Le projet ProgNanoRobot, financé par l’UE, prévoit de construire des nanorobots artificiels capables de transporter une cargaison moléculaire de manière programmable. Le projet étudiera des méthodes de manipulation de fragments moléculaires à l’aide d’un bras robotique moléculaire, trouvera les meilleurs systèmes robotiques programmables pour petites molécules et développera une boîte à outils de composants de machines robotiques. Cette nouvelle génération de robotique moléculaire pourrait contribuer au développement de machines de taille moléculaire capables de manipuler des substrats afin de contrôler la construction d’oligomères à séquence spécifique et la fabrication de molécules.
Objectif
Molecular machines are among the most complex of all functional molecules and lie at the heart of nearly every biological process. The controlled manipulation of molecular-level structures through programmable small-molecule robotics is a fabulous challenge that could lead us towards the dawn of an era of useful molecular nanotechnology.
“ProgNanoRobot” project aims to design, construct and investigate the operation of artificial molecular nanorobots capable of transporting a molecule cargo in a programmable fashion. We will develop key methodologies needed to manipulate molecular fragments using a molecular robotic arm operating through the formation and cleavage of dynamic covalent bonds, building on a rotary switch in which the rotor and stator can be positioned with respect to each other. We will explore different component types to find the best programmable small-molecule robotic systems and develop a toolbox of robotic machine components. We will use them as the basis for molecular machines that can transport molecular cargoes of biological relevance over long distances and to select between different cargoes and move them between multiple sites on molecular platforms in either direction. Moreover, we will employ a chemical fuel that induces pH oscillations in the reaction medium to allow the autonomous operation of these systems, a key development to reach the full potential of molecular machines, which will enable them to work as effective molecular assembly lines.
We envisage that the domain of this new generation of molecular robotics will be useful for the development of molecular-sized machines that can manipulate substrates to control sequence-specific oligomer construction and molecular manufacturing.
Champ scientifique
Mots‑clés
Programme(s)
Régime de financement
MSCA-IF - Marie Skłodowska-Curie Individual Fellowships (IF)Coordinateur
M13 9PL Manchester
Royaume-Uni