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.
