Главная  Информация для покупателей  Новости науки  Рой молекулярных моторов приобрел одиночную форму поведения

Рой молекулярных моторов приобрел одиночную форму поведения

23 января 2020


Ученые, создавшие самоорганизующуюся систему в виде «роя» молекулярных моторов, попытались смастерить для нее управляющую систему, задающую поведение как роя целиком, так и каждого его элемента по отдельности. Совокупность простых по своей конструкции механизмов названа «роем» из-за того, что все ее участники действуют сообща, то есть имеют роевой интеллект — у них чисто коллективное поведение. Роботы взаимодействуют между собой, а также окружающим их миром без определённого командного центра. Они действуют слаженно, и ученые раньше не имели возможности задавать поведение каждому роботу в отдельности.

На сегодняшний день наиболее актуальным для изучения коллективного и частного поведения считается рой молекулярных моторов, представляющих собой самые маленькие роботы — микротрубочки диаметром около 25 нанометров и длиной 2-20 в микрометрах. Это семейство моторных белков кинезинов совершенно, поскольку прекрасно подходит для создания интеллектуальной жидкости, имеющей возможность течь самостоятельно без применения внешней силы. Однако ученые посчитали гораздо более важным суметь управлять не самим роем, а каждым его составляющим в отдельности. Для этого необходимо было найти специальные объекты, которые осуществляли бы контроль над поведением каждой микротрубочки.

Ученым это удалось: контролирующим элементом выступила система молекул ДНК. ДНК-линкеры при присоединении к молекулярному моторчику помогали идентифицировать каждый из них во всей системе. Происходило это с помощью флуоресцентных красителей. Ученые проверяли возможности роя, используя различное лабораторное и аналитическое оборудование. Оказалось, что при добавлении одного типа ДНК впоследствии можно было соединять микротрубочки, а другой вид помогал их разъединять. Таким образом, с помощью соединительных ДНК происходило формирование роев заданной длины и формы и также происходило их разъединение на отдельные группы. Поскольку эти группы были лишь небольшой частью общего роя, учёные предполагали их хаотичное поведение, однако в присутствии молекул АТФ оно оказалось более упорядоченным. Например, группа, состоящая из длинных микротрубочек, образовывала циклические вращающиеся структуры, а группа из коротких микротрубочек — линейные структуры с поступательным движением. Но на этом ученые не остановились. Они попробовали включить в молекулы ДНК фоточувствительные азобензольные группы, которые позволили не просто управлять роем, но и переключать его на одиночное поведение посредством воздействия на него светом. Таким образом, рой распадался на единичные молекулярные моторы, которые действовали независимо друг от друга.

info15-04-19-imgs_SMM_Feb_2019_0026_8

Другая информация
28 октября 2021
Байесовская нейронная сеть предсказывает распад компактных планетных систем

Чтобы решить проблему прогнозирования нестабильности компактных систем, современные ученые решили внедрить архитектуру глубокого машинного обучения.

25 октября 2021
Ледяные иглы сплетают узоры из камней в замерзающих пейзажах

Узорчатая почва, определяемая сегрегацией камней в зависимости от их размера, является одной из наиболее поразительно самоорганизующихся характеристик полярных и высокогорных ландшафтов.

21 октября 2021
Экологические кризисы привели к формированию новой геологической эпохи — антропоцен

Эта эпоха стартовала в середине 20-го века и наглядно отражает то большое ускорение, которое началось со времен индустриализации в Европе.

18 октября 2021
Тусклый свет по вечерам искусственно продлевает солнечный день

Ранее высказывались опасения, что воздействие тусклого искусственного освещения в вечернее время может нарушать циркадные ритмы и режим сна. Что на деле?

14 октября 2021
Исследованы наноразмерные детали смачивания нанопокрытых поверхностей

Ученые, используя комбинацию передовых нанотехнологий и жидкофазную просвечивающую электронную микроскопию, смогли изобразить смачивание плотных массивов узорчатых вертикальных нанопилляров.

Вся информация


Сайт использует файлы cookies. Продолжая просматривать сайт Вы соглашаетесь с использованием cookies. Хорошо!