近日,美国科学家宣布,他们首次复制出了类似可驱动其尾巴的精子的生物引擎,并成功应用到纳米机器人中。
科学家声称,他们将改进后的这种生物引擎应用到纳米机器人中,可以驱动纳米机器人像精子一样在人体内穿行。这样一来,就可以利用这种纳米机器人传输药物到指定病灶处,或者为健康人体功能加工缺少的酶。
哺乳动物的精子必须将能量传输给细长的鞭状尾巴,为它们的游动提供动力。精子很大一部分是通过现场产生能量的方式来解决这一难题的,它修改了糖酵解生化酶,从而让这些酶能够附着在精子尾部的大部分固体结构上。在这个安全位置上,糖分解酶把糖转变成三磷酸腺甙,始终为摆动的精子尾部提供能量。
此精微机器人通过糖降解来产生生物能量,即高能量分子ATP。美国科内尔大学兽医系生殖生物学助教亚历克斯·特拉维斯说:“我们研究精子,已经知道它是如何运动的,并将它用于纳米装置上。”
特拉维斯领导的研究小组发现这些酶不像大多数酶那样紧紧粘在湿软的细胞物质上,而是粘在精子尾巴刚硬的纤维组织上。精子酶天生就在刚硬表面上工作,容易粘在人造装置上。科学家们为此改变这种酶的部分特性,让它粘附在纤维尾巴组织上,使之可以附着人造芯片上的镍离子。
目前,这个项目的研究人员已经将10排酶中的2排彼此附着,还有一排在中间维持秩序。当它们彼此附着时,酶就会被激活而履行其功能。据介绍,如果能将10排酶全部激活,使它们有序地工作,就构成了生物引擎,并利用人体的血糖作为燃料,从而发挥其特殊的功能。
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