Các nhà khoa học tại Đại học Montreal đã xác định được cơ chế tiến hóa tự phát của các cỗ máy nano tự nhiên, chúng có được các chức năng phức tạp và trở thành nền tảng của các hệ thống sống. Kết quả nghiên cứu, được phát hành trên tạp chí Angewandte Chemie, tiết lộ các nguyên tắc thiết kế và lập trình của các tổ hợp phân tử.
Máy nano tự nhiên được đại diện bởi các enzyme protein hoặc cấu trúc bao gồm axit nucleic. Một số bao gồm một thành phần duy nhất, chẳng hạn như polyme, có thể gấp lại thành một cấu trúc chức năng. Tuy nhiên, hầu hết đều liên quan đến nhiều thành phần lắp ráp thành các tổ hợp lớn, năng động được kích hoạt để đáp ứng với các kích thích cụ thể.
Trong quá trình nghiên cứu, các nhà nghiên cứu đã tổng hợp và liên kết hàng chục phân tử DNA tương tác với nhau để xác định ảnh hưởng của các liên kết đến động lực lắp ráp. Với mục đích này, các trình liên kết đã được sử dụng – các oligonucleotide tổng hợp, mỗi đầu của chúng được liên kết với một phần chức năng của phân tử hoặc miền. Hóa ra chỉ cần thay đổi độ dài trình liên kết cũng dẫn đến những thay đổi đáng kể trong động lực lắp ráp.
Một số trình liên kết thậm chí còn tạo ra các chức năng điều tiết phức tạp mới, chẳng hạn như các đặc tính tự ức chế, trong đó việc bổ sung một kích thích sẽ thúc đẩy cả quá trình lắp ráp và tháo gỡ. Tất cả những phản ứng khác nhau này thường được quan sát thấy ở các cỗ máy nano tự nhiên.
Các nhà khoa học tin rằng khám phá của họ có thể giúp tạo ra các máy nano hoặc hệ thống nano có thể lập trình với các hoạt động được điều chỉnh tối ưu – ví dụ, bằng cách đơn giản kết nối các phân tử tương tác bằng nhiều trình liên kết khác nhau.
