ENG: Researchers from Technical University of Munich have achieved a significant advancement in the field of supramolecular chemistry by creating synthetic structures that mimic the rotational energy conversion seen in biological systems. A team led by Brigitte and Christine Kriebisch, along with Job Boekhoven, Professor of Supramolecular Chemistry, developed peptide ribbons just a few micrometers long, capable of rotating when exposed to chemical fuel. These peptide ribbons, which are only a few nanometers wide, curl up into small tubes as fuel is added, initiating their rotation. Remarkably, this process can be observed in real-time under a microscope. The speed and direction of the rotation, whether clockwise or counterclockwise, can be controlled by adjusting the amount of fuel or the structural makeup of the molecular components. The potential of this discovery is profound, especially as it opens doors to applications in nanotechnology.
One of the most exciting implications of this research is its future use in medical applications. By harnessing the mechanical force generated by these rotating ribbons, the team demonstrated their ability to move small micrometer-sized objects. When combined at central points, these ribbons create “micro-walkers” that can crawl along surfaces. Although the fuel used in the current experiments is not suitable for medical use, with further advancements, these micro-walkers could one day be employed in nanorobots, designed to transport drugs within the human body or even detect cancer cells. This breakthrough could revolutionize how to approach targeted drug delivery and diagnostic tools in medicine.
RO: Cercetătorii de la Universitatea Tehnică din München au realizat un progres semnificativ în domeniul chimiei supramoleculare, creând structuri sintetice care imită conversia energiei de rotație observată în sistemele biologice. O echipă condusă de Brigitte și Christine Kriebisch, împreună cu Job Boekhoven, profesor de chimie supramoleculară, a dezvoltat panglici peptidice de doar câțiva micrometri lungime, capabile să se rotească atunci când sunt expuse la combustibil chimic. Acestea au o lățime de doar câțiva nanometri, se răsucesc în tuburi mici pe măsură ce combustibilul este adăugat, declanșând rotația. Este remarcabil faptul că acest proces poate fi observat în timp real sub microscop. Viteza și direcția rotației, în sensul acelor de ceasornic sau invers, pot fi controlate prin ajustarea cantității de combustibil sau a structurii componentelor moleculare. Potențialul acestei descoperiri este profund, deschizând noi orizonturi în aplicațiile din nanotehnologie.
Una dintre cele mai interesante implicații ale acestei cercetări este utilizarea sa viitoare în aplicații medicale. Prin valorificarea forței mecanice generate de aceste panglici rotative, echipa a demonstrat capacitatea acestora de a deplasa obiecte de dimensiuni micrometrice. Atunci când sunt combinate în puncte centrale, aceste panglici creează „micro-mergători” capabili să se miște de-a lungul suprafețelor. Deși combustibilul folosit în experimentele actuale nu este potrivit pentru utilizare medicală, cu îmbunătățiri suplimentare, aceste structuri ar putea fi folosite în viitor în nanoroboți, concepuți pentru a transporta medicamente în interiorul corpului uman sau chiar pentru a detecta celule canceroase. Această descoperire ar putea revoluționa abordările în ceea ce privește administrarea țintită a medicamentelor și instrumentele de diagnostic medical.
Source (Technical University of Munich, “Synthetic mini-motor with enormous power developed”, 18.09.2024)
Paper: Kriebisch, B.A., Kriebisch, C.M., Swanson, H.W., Bublitz, D., Kube, M., Bergmann, A.M., van Teijlingen, A., MacPherson, Z., Kartouzian, A., Dietz, H. and Rief, M., Synthetic Flagella Spin and Contract at the Expense of Chemical Fuel. Available at SSRN 4804943.
