自然界中的机器和人造机器共享共同的部件(如发动机)和输出元件(如转子),它们由离合器连接。这种离合器,如生物结构中所见,如动力蛋白、肌球蛋白或细菌鞭毛马达,允许运动部件与运转的发动机暂时分离。然而,在人造纳米机器中实现这种复杂性仍然具有挑战性。
韩国延世大学Jinwoo Cheon和Dominik Lungerich等介绍了一种球形旋转纳米马达,该马达具有基于内置DNA链的精确分子识别的可逆离合器系统。
本文要点:
(1)
离合器根据编码输入(如DNA或RNA)将发动机与机器转子连接或分离。纳米马达包括作为球形转子的多孔纳米笼,以将磁性发动机粒子限制在笼的纳米空间(约0.004 μm3)内。因此,消除了脱离过程中由熵驱动的磁发动机和球形转子的不可逆分解,并且通过纳米孔交换微环境输入是可能的。
(2)
作者的电机尺寸仅为200 nm,由嵌入的铁磁纳米晶体提供动力的离合器介导的力传输足够高(∼15.5 pN,50 mT),可用于Notch和整联蛋白受体的体外机械激活,证明了其作为纳米生物机器的潜力。
参考电竞投注官网 :
Lin, M., Lee, Ju., Kim, Y. et al. A magnetically powered nanomachine with a DNA clutch. Nat. Nanotechnol. (2024).
DOI: 10.1038/s41565-023-01599-6
https://doi.org/10.1038/s41565-023-01599-6