Учёные создали самодвижущиеся капли

Чем больше "питания" (молекул АТФ), тем активнее движение

Чем больше "питания" (молекул АТФ), тем активнее движение
(кадр из видео Nature Newsteam).

Учёные из университета Брандейса (Brandeis University) создали уникальный гель, капли которого могут самостоятельно перемещаться, имитируя движение живых клеток. 

В основе материала лежат белковые полимерные микротрубочки, которые исследователи получили из клеток мозга коровы. Такие же структуры составляют цитоскелет и служат рельсами для моторных белков кинезинов, которые скользят вдоль них, используя энергию АТФ. Учёные добавили к смеси микротрубочек небольшой полимер, который связывает их в пучки, образуя целую подвижную сеть. Последним элементом геля стали молекулы кинезина, которые исследователи изъяли из бактерий.

Если полученный гель добавить в каплю воды и поместить её на масляную или обычную плоскую поверхность, она начинает двигаться без каких-либо видимых сил.

Секрет заключается в том, что моторные белки, зажатые в пучках, заставляют микротрубочки скользить в разных направлениях друг относительно друга, приводя всю структуру в беспорядочное движение. Одного заряда от АТФ хватает белку, чтобы продвинуться по трубке всего на 8 нанометров. Но исследователи использовали тысячи таких молекул в каждом пучке и добились безостановочной работы, продолжительность которой зависит от концентрации АТФ. 

Как сообщается в статье учёных в журнале Nature, полученные капли предпочитают совершать круговые движения. При этом передвигаются они довольно медленно, "проползая" около 250 микрометров за полчаса.

Если в будущем учёные научатся создавать более скоростные структуры, а также смогут управлять их перемещением, такие капли могут быть использованы в медицине для целенаправленной доставки лекарств или поиска раковых клеток. Необычное изобретение также может пригодиться биохимикам и физикам-теоретикам в качестве модели молекулярного движения.

Ниже представлена видеозапись, показывающая движение субстанции по стеклу микроскопа. Зрелище чем-то напоминает ожившие картины Ван-Гога.

 

Чем больше "питания" (молекул АТФ), тем активнее движение.