研究团队设计了尖端蛋白质割草机

SFU 领导的合作设计了第一个基于合成蛋白质的发动机，它利用生物反应来为自身提供燃料和推进。

该研究的作者之一、SFU 物理学教授南希·福德 (Nancy Forde) 表示：“想象一下，如果 Roomba 只能通过它所拾取的污垢来提供动力。”

该团队的论文由 SFU 物理学博士领导。研究生查平·科罗塞克(Chapin Korosec)在《自然通讯》上发表文章，描述了一种基于蛋白质的分子马达，称为“割草机”，其设计目的是切割肽“草”草坪。马达使用消化酶胰蛋白酶切割肽并将其转化为推动自身所需的能量。

SFU 和瑞典隆德的研究人员证明，割草机能够进行自我引导运动，并且可以使用专门设计的轨道引导特定方向，这是在各种环境中实施割草机的重要一步。

该团队的发现建立在数十年对生物体中分子马达的作用和功能的研究基础上。正如研究人员解释的那样，所有生命系统，从人类到植物再到细菌，都是通过基于蛋白质的分子马达维持生命的。这些马达将化学能从一种形式转换为另一种形式，以完成有用的工作，例如促进细胞分裂、运送货物、游向食物或光线以及维持健康的组织。

割草机是第一个用天然蛋白质制成的人造动力装置。正如福特解释的那样，这些实验帮助研究人员测试我们对分子马达在自然界中如何工作的理解。

“如果我们从研究自然分子马达中学到的规则是正确和充分的，那么我们应该能够用不同的蛋白质部分构建马达并让它们以预期的方式工作，”她说。

未来分子马达可能在医学和生物计算方面有重要的应用。在人体内，运动蛋白对于在神经元内运输货物特别重要。了解这些分子机器的工作原理可能是理解和治疗多发性硬化症和痉挛性截瘫等运动神经元疾病的关键。

旨在模仿生物过程的分子机器也可以帮助医疗保健提供者提供更有针对性的疾病治疗。

“流感被认为是作为分子马达渗透到细胞周围区域以感染它们，”福特说。“也许合成马达可以使用相同的方法，但它们不是感染细胞，而是可以被设计为将药物有效载荷递送到特定目标患病细胞。”

“我们受到诺贝尔奖获得者物理学家理查德·费曼的启发，他有句名言：‘我无法创造的东西，我就不明白。’ 我们团队的工作旨在通过尝试从头开始创建分子机器来测试我们对分子机器基本操作原理的理解。”