Nanomotori organici grazie a batteri modificati

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nanomotori organici

Una ricerca del Nanotec-CNR e dell’Università La Sapienza di Roma ha scoperto il modo di utilizzare dei batteri geneticamente modificati come propulsori arrivando ad auspicare una generazione di nanomotori organici.

Batteri geneticamente modificati come propulsori

I batteri per lo spostamento utilizzano i flagelli, ovvero appendici cellulari lunghe e flessibili tipiche di molti organismi unicellulari. Per garantire il movimento i flagelli ruotano fino a 100 giri al secondo (in proporzione paragonabile alla velocità di un ghepardo); carburante per tale movimento è l’energia elettrica immagazzinata dalla cellula nello spazio periplasmatico che circonda la membrana interna.

Questa “batteria” viene normalmente ricaricata attraverso la respirazione cellulare e quindi in presenza di ossigeno; nel 2000 è stato scoperto, sequenziando geneticamente alcuni batteri presenti nel plancton che una proteina, la proteorodopsina, utilizza la luce per produrre l’energia necessaria a “ricaricare” la cellula anche in assenza di ossigeno.

Da qui l’idea dei ricercatori del Nanotec-CNR e dell’Università La Sapienza di Roma, di modificare alcuni batteri, selezionati per la particolare velocità di movimento, inserendo la proteorodopsina all’interno della loro struttura per creare dei nanomotori organici.

Nanomotori organici pilotati tramite la luce

I nanomotori organici così creati sono stati irradiati con luce verde regolabile e si è scoperto che possono essere comandati in tal modo. E’ stato applicato un proiettore ad un microscopio e si è riusciti addirittura a modulare la velocità di rotazione dei singoli rotori in modo da pilotare il nanomotore.

Le implicazioni di tale scoperta sono notevoli; rispetto infatti ai precedenti tentativi basati su batteri non modificati e strutture piatte, questo sistema combina un’elevata velocità di rotazione ad un’enorme riduzione delle fluttuazioni. I nanomotori che sfrutteranno questa tecnologia saranno in grado di muovere microrobot in grado di selezionare e trasportare singole cellule all’interno di laboratori biomedici miniaturizzati.

Tale studio è stato pubblicato su “Nature Communication” ed è stato finanziato dal dal Consiglio europeo della ricerca (Erc) nell’ambito del progetto Smart “Statistical Mechanics of Active Matter”.

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