تولید نانوکارخانه مصنوعی با پروتئین مهندسی شده

تولید نانوکارخانه مصنوعی با پروتئین مهندسی شده

نانوکارخانه‌ها در باکتری‌های موجود در طبیعت به وفور یافت می‌شوند. با الهام از این نانوکارخانه‌ها، محققان اقدام به ساخت نانوکارخانه‌ای کردند که ابعاد آن ۲۵ نانومتر است. در تولید این نانوکارخانه از پروتئین‌های مهندسی شده استفاده شده است.

 

باکتری‌ها حاوی کارخانه‌هایی در مقیاس نانومتری هستند که مواد مختلفی را تولید می‌کنند. برخی از این مواد سمی بوده و برخی نیز مورد استفاده گونه‌های دیگر قرار می‌گیرد. تاکنون تحقیقات عمیقی روی این نانوکارخانه‌ها انجام نشده است.

اما همه نانوکارخانه‌ها دارای یک ساختار خارجی مشترک هستند، تمام آن‌ها پوسته‌ای پروتئینی دارند. محققان دانشگاه ایالتی میشیگان به بررسی چگونگی دستکاری این ساختار در آزمایشگاه پرداختند. با کسب چنین اطلاعاتی، آن‌ها می‌توانند نانوکارخانه‌هایی بسازند و از آن‌ها برای تولید مواد طبیعی استفاده کنند. دانشمندان به این کارخانه‌ها به‌عنوان منبعی برای تولید فناوری‌های جدید نگاه می‌کنند. هدف اصلی محققان، ساخت و دستکاری نانوکارخانه‌هایی است که در طبیعت وجود ندارند.

چریل کارفیلد و همکارانش به مطالعه پوسته‌ای مهندسی شده پرداختند که دارای ساختار طبیعی بوده ولی با تغییرات ژنتیکی در پروتئین‌ها ساخته شده است. در این پوسته از یک پروتئین منفرد استفاده شده تا ساختار ساده شود.

نتایج این پروژه در نشریه Synthetic Biology به چاپ رسیده است.

در طبیعت سه نوع پروتئین در پوسته‌ها استفاده می‌شود که رایج‌ترین آن‌ها BMC-H است. این پروتئین‌ها به کنار هم آمده و شکل هگزاگونال ایجاد می‌کنند که درصورت کنار هم قرار گرفتن، دیواره‌ای ایجاد می‌شود.

محققان با الهام از این پروتئین، اقدام به ساخت BMC-H مصنوعی نموده و آن را BMC-H2 نام‌گذاری کردند. آن‌ها با استفاده از این پروتئین مصنوعی اقدام به ساخت پوسته‌ای برای تولید نانوکارخانه کردند. زمانی که این پروتئین به‌عنوان پوسته برای تولید نانوکارخانه استفاده می‌شود، حفره‌هایی روی سطح نانوکارخانه وجود خواهد داشت.

در قدم بعد، پژوهشگران درصدد پرکردن این حفره‌ها برآمدند، آن‌ها برای این کار از پروتئین BMC-P استفاده کردند که سومین نوع از پروتئین‌هایی است که روی پوسته نانوکارخانه‌ها استفاده می‌شود.

برایان از محققان این پروژه می‌گوید: «در نهایت ما موفق شدیم پوسته‌ای به ابعاد ۲۵ نانومتر تولید کنیم که در آن از دو نوع پروتئین استفاده شده است، این ساختار نصف ساختارهایی است که با هر سه نوع پروتئین ساخته شده است.»