یک گروه از دانشکده‌های علوم زیستی، فیزیک و نجوم دانشگاه کاردیف انگلیس به موفقیت مهمی در درک بیشتر از پروتئین‌ها به عنوان مولکول‌های فعال سلول و نانوماشین‌های ذاتی طبیعت دست یافته‌اند.
الکترونیک در نانوماشین‌های طبیعی
یک گروه از دانشکده‌های علوم زیستی، فیزیک و نجوم دانشگاه کاردیف انگلیس به موفقیت مهمی در درک بیشتر از پروتئین‌ها به عنوان مولکول‌های فعال سلول و نانوماشین‌های ذاتی طبیعت دست یافته‌اند. این گروه با موفقیت عبور جریان الکتریسیته را از میان یک مولکول پروتئین به طول ۵ نانومتر شناسایی کرده است. جریان الکتریسیته در بسیاری از فرآیندهای طبیعی از جمله تشخیص نور در چشم، فتوسنتز و تنفس نقش کلیدی دارد.
این گروه نشان داد که پروتئین می‌تواند جریان‌های بزرگ الکتریسیته را عبور دهد. این محققان همچنین دریافتند که جریان الکتریسیته در پروتئین را می‌توان به همان شیوه مشابه کار ترانزیستورها (تراشه‌های رایانه‌ها و تلفن‌های هوشمند) ولی در مقیاس کوچکتر تنظیم نمود با این تفاوت که پروتئین‌ها تنها یک چهارم اندازه ترانزیستور پایه سیلیکونی رایج هستند.
برای دستیابی به این اطلاعات مولکولی، این گروه در استفاده از علوم زیستی و تکنیکی موسوم به STM (میکروسکوپ تونلی روبشی) پیشگام شده است که با استفاده از آن می‌توان جریان الکتریکی عبوری از پروتئین متعلق به یک مولکول مستقل را اندازه‌گیری نمود.
مولکول منفرد پرتئین سیتوکروم b562 متصل بین دو الکترود طلا.
قبل از این، تنها اندازه‌گیری اطلاعات میلیون‌ها پروتئین به‌طور همزمان ممکن بود که این امر منجر به از دست دادن اطلاعات حیاتی از نحوه عملکرد یک مولکول مستقل می‌شد. دکتر جونز از دانشکده علوم زیستی گفت: «اگر به صدای یک جمعیت بزرگ گوش دهید، این صدا تجمع بسیاری از صداها و مکالمات فردی است. آنچه که ما انجام داده‌ایم معادل گوش دادن به صدای یک فرد در میان جمعیت است.»
وی معتقد است با گرداوری دانش و توانایی در دستکاری پروتئین‌ها در سطح مولکولی با استفاده از روش‌های پیشرفته در دانشکده فیزیک و نجوم و دانشگاه صنعتی دانمارک (DTU)، می‌توان مولکول‌های مستقل پیچیده حیاتی در تمام طول زندگی را مورد بررسی قرار داد. عملکرد ترانزیستورها بسیار جالب است، ولی در حال حاضر، ادغام پروتئین با قطعات الکترونیکی محتمل به نظر می‌رسد.
همکاران دکتر جونز، دکتر مارتین الیوت و دکتر اِمیر از دانشکده فیزیک و نجوم افزودند: «ماهیت انتقال‌دهندگی بالای این پروتئین باعث تعجب بود و این نتیجه، سوال‌هایی در مورد ماهیت بنیادی انتقال الکترون در پروتئین‌ها را ایجاد کرد. این نتایج ابزار قدرتمند جدیدی برای مطالعه آنزیم‌ها و سایر مولکول‌های زیستی مهم در اختیار می‌گذارد.»
یافته‌های این گروه تحقیقاتی در مجلات Nano Letters، ACS Nano، Small و Nanoscale منتشر شده است.
