کوچک‌ترین نانو کریستال دنیا مهندسی شد

[mr.destiny]

به گزارش خبرنگار  حوزه فن‌آوری‌های نوین گروه علمی پزشكی باشگاه خببرنگاران جوان  و به نقل از سایت phys.org در حال حاضر در پژوهشی که در نسخه بین‌المللی Angewandte منتشر شده است؛ گروهی از محققان در مرکز Riken و دانشگاه پوکوهاما در ژاپن از پروتئینی مصنوعی استفاده کردند تا نانوکریستال کادمیم کلراید تولید کنند.

کادمیم کلراید کوچک‌ترین نانوکریستال گزارش شده تاکنون که تنها از 19 اتم ساخته شده است و بین 2 نمونه پروتئین ساندویچ شده است.
در دنیای طبیعی از پروتئین‌ها برای ترکیب عناصر فلزی و تولید مواد مختلف مانند صدف‌ها،‌ دندان‌ها و استخوان‌ها استفاده می‌کردند. در سال 2014، گروه‌هایی تحقیقاتی پروتئین مصنوعی توسعه یافته‌ای به نام Pizza را گزارش دادند که به نظر می‌رسد مانند یک پیتزا به 6 قسمت یکسان برش می‌شود.
هدف این گروه تولید پروتئین‌هایی خاص بوده که در طبیعت وجود نداشته باشد و کاربردهای متفاوتی داشته باشند. پروتئین‌هایی مانند Pizza که درجه تقارن بالایی دارند، در طبیعت وجود ندارد، اما به دلیل این که می‌توان آن‌ها را به صورت مصنوعی تولید کرد، در زمینه ایجاد بیومواد هیبریدی جدید برای کاربرد در روکش داروها قابل توجه است و به زیست پالایی فلزات کمک خواهد کرد.
پژوهش جدید پروتئین Pizza را با معرفی یک سایت با ساختار فلزی، تغییر داده است.
Arnout Voet طراح و سازنده پروتئین‌ها می‌گوید: انگیزه اولیه ما طراحی سایت‌هایی با ساختار فلزی برای کنترل خود مونتاژ پروتئین‌های متقارن بود. از روش‌های محاسباتی برای پیدا کردن یک راه منطقی برای ترکیب سایت‌های فلزی با پروتئین Pizza که قبلاً طراحی شده بود، استفاده کردیم.
این طراحی روی ایده‌ای استوار است که به ما اجازه کنترل خود مونتاژ پروتئین را به راحتی می‌دهد. ما معتقدیم این راهکار ابزاری جدید برای ساخت پروتئینی خاص با استفاده از معرف‌های فلزی بسیار ارزان را در اختیار ما می‌گذارد.
در واقع، زمانی که پروتئین برای داشتن یک سایت ساختار فلزی اصلاح شد و سپس در محلولی از کلرید کادمیوم قرار داده شد، محققان دریافتند تریمرهای پروتئین خود به خود به هم پیوند می‌خورند. آن‌ها ساختار در سطح اتمی را بررسی کردند و متوجه شدند کادمیم و کلراید یک شبکه کوچک را شکل می‌دهند – یک ساختار کریستالی – که بین دو Pizza ساندویچ شده‌اند.
به گفته نویسنده مسئول Kam Zhang: ما بسیار از دیدن تشکیل این نوع کریستال که روند بیوکانی را فراهم می‌کند و موجب بافت عناصر فلزی به عنوان دندان، صدف و استخوان می‌شود، هیجان‌زده هستیم. نتایج ما فواید استفاده از پروتئین‌های متقارن برای بیوکانی نانوکریستال‌ها را نشان می‌دهد.
دستیابی به این مهم به ما اجازه تولید طیف گسترده‌ای از دستگاه‌ها مانند حسگرهای زیستی، سوئیچ‌های نوررانده و آنزیم‌های مصنوعی با پایین به بالا را می‌دهد.