High-Speed-mikroskopische Motor gefunden

Im Jahre 1702, der berühmte niederländische Wissenschaftler Anton van Leeuwenhoek machten eine interessante Entdeckung bei Blick auf einige Teichwasser durch ein Mikroskop handgemacht: er beobachtete einen glockenförmige Organismus, der einen lange, schnell Auftraggeber Stiel verwendet um sich auf Objekte in seiner Umgebung zu befestigen.

Mehr als 300 Jahre nachdem Leeuwenhoek zuerst Vorticella Convallariaarten, beobachtet, wie die mikroskopisch kleinen Teich Organismus jetzt genannt wird, sind Wissenschaftler fest, dass seine frühlingshafte Stiel einer der schnellsten zellulären Motoren je entdeckt ist.

Danielle Cook Frankreich, eine biologische Ingenieur am Massachusetts Institute of Technology, glaubt, dass der Stiel in zukünftige Motorengenerationen Nanogrösse zellulären aufgenommen werden könnte.

Nanomaterialien typischerweise eine Messung von mindestens eine Dimension, die 100 Nanometer ist oder weniger. Ein menschliches Haar ist etwa 100.000 Nanometer breit.

Der Frühling in der Stiel setzt sich aus kontraktile Proteinfasern und nennt man ein "Spasmoneme." In der Ruhe der Stiel ist länglich wie eine gestreckte Telefonkabel, aber wenn vertraglich, er windet sich wieder im Handumdrehen in Form einer engen Spirale.

Mit High-Speed-Mikroskope und spezielle Chemikalien, die den Stiel in der Mitte Spule gefrieren könnte, konnten Frankreich und Kollegen Schnappschüsse des Stiels zu nehmen, wie es vertraglich vereinbart.

Die Forscher geschätzt, dass die Vorticella Spasmoneme mit einer Geschwindigkeit von etwa 8 Zentimetern pro Sekunde zusammenziehen konnte. Das ist das Äquivalent von Sie zu Fuß die Länge von mehr als drei Fußballfeldern in einer Sekunde.

Forscher glauben eine zelluläre Protein bekannt als Spasmin Vorticella die bemerkenswerte Geschwindigkeit zu verantworten hat. Spasmin gehören zu einer Familie von Proteinen, genannt Centrins; bei Menschen und anderen Organismen Rolle Centrins eine wichtige bei der Zellteilung.

"Wenn es in der Hefe ausgeschlagen ist, z. B. die Zellen überhaupt teilen nicht," sagte France.

Im Gegensatz zu vielen anderen zellulären Proteinen sind nicht Centrins powered by ATP, energiereiche Molekül, die viele biochemische Reaktionen antreibt; Stattdessen laufen sie auf Kalzium.

Frankreich sagte, dass aus Sicht der Technik mit Kalzium zu einem Mechano-chemischer Motor ideal ist es nämlich ein Brennstoff, der verbrannt werden kann nicht. ATP kann nur einmal verwendet werden und muss dann von der Zelle recycelt werden.

Kalzium, im Gegensatz dazu muss nicht recycelt werden und versorgt durch Konzentrationsänderungen. Die einzige Beschränkung auf seine Verwendung als Energiequelle ist also die Geschwindigkeit, an der die Zelle Kalzium zwischen verschiedenen Kompartimenten Pumpen kann.

Frankreich, sagte ihr Team arbeitet derzeit an Fasern aus Spasmin-Typ Proteine zu machen, aber sie denkt, dass die Nano-Federn sowie andere Anwendungen finden konnte.

"Überall, dass Sie müssten Bewegung erstellt werden in einem kleinen Gerät, das ist, wo Sie diese nutzen würde," sagte Frankreich.

Frankreich präsentierte ihre Erkenntnisse Sonntag auf der 45. Jahrestagung der American Society for Cell Biology in San Francisco.

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