Молекулярные машины живой клетки
Что бы вы сказали о микроскопическом нанороботе, способном курсировать внутри нашего организма и устранять возникшие неполадки? Еще полвека назад о таком могли размышлять лишь писатели-фантасты. Сегодня стараниями биоинженеров эта фантастика шаг за шагом воплощается в реальность. Накопленные многими поколениями ученых знания об устройстве человеческого тела позволили перейти от теории к практике. И сделать прорыв в создании искусственных молекулярных машин, который наметился в конце прошлого столетия.
Человеком, подтолкнувшим научный мир к созданию наномашин на основе биологических молекулярных устройств, стал выдающийся ученый-физик, нобелевский лауреат Ричард Фейнман. В 1959 году в своей знаменитой лекции с символичным названием «Там еще много места, внизу» («There’s Plenty of Room at the Bottom») Фейнман прогнозировал широкое внедрение в будущем множества наномашин, которые будут выполнять самые разные операции: «Несмотря на то, что сами биологические системы (имеются в виду биоклетки) очень малы, они могут осуществлять весьма разнообразные и очень активные действия: вырабатывать различные вещества, изменять собственную форму и выполнять другие сложные операции. Вообразите себе возможности, которые открываются в случае изготовления микроскопических объектов, способных выполнять такие действия!»
Вначале Фейнман и его последователи предполагали создавать микроскопические наномашины, используя для этого атомы. Высказывалась мысль (американским биоинженером Эриком Дрекслером), что будут созданы роботы, способные строить из атомов любые объекты, так же, как сегодня каменщики строят из кирпичей здания. Но пока эта идея отвергнута учеными по нескольким важным причинам: невозможно пока создать такого складывающего атомы робота и слишком уж подвижная природа у наночастиц, которые постоянно находятся в хаотичном движении.
Прорыв, позволивший перейти от теории к практике создания молекулярных машин, произошел в начале 90-х годов. Тогда английские ученые из университета Шеффилда Фрэйзер Стоддарт и Нил Спенсер и их итальянский коллега Пьер Анелли сделали первый молекулярный челнок на основе ротаксана. Молекулярные челноки (molecular shuttles) — это синтетические устройства, в которых происходит пространственное перемещение молекул. Сегодня, как и при самом первом молекулярном челноке, для их создания используют ротаксан...
