人工蛋白“步行器”能沿DNA轨道行走

来源：科技日报
作者：刘霞

澳大利亚新南威尔士大学研究团队成功研发出首款合成蛋白马达——“Tumbleweed”。步行器该装置能够沿DNA轨迹以可控方式移动，人工科学家仅需调节周围化学环境，蛋白道行即可精准掌控其启动时机与行进方向。步行器这项突破性成果已发表于最新一期《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）杂志。人工

仿生突破：从天然到人工的蛋白道行跨越

天然分子马达（如驱动蛋白、动力蛋白和肌球蛋白）在细胞内承担着运输“货物”、步行器驱动肌肉收缩及执行关键机械任务等重要职能。人工长期以来，蛋白道行科学家致力于从头构建人工运动蛋白，步行器旨在揭示复杂分子马达的人工工作机制，并为重新设计此类马达提供独特灵感。蛋白道行

Tumbleweed：可编程的步行器纳米机器

在最新研究中，团队利用原本不具备运动功能的人工蛋白质模块，组装成名为“Tumbleweed”的蛋白道行合成蛋白马达。这一“纳米机器”由多个蛋白质组件协同工作，能够沿着工程化的DNA轨道行走。

• 精准控制：马达依据外部化学信号迈步，步长约为 16纳米。
• 方向反转：通过调换信号顺序，即可实现运动方向的反转，展现了极高的可编程性。

应用前景：开启生物计算新纪元

这项研究不仅为探索分子马达功能提供了全新平台，更为未来按需定制可编程蛋白纳米机器，乃至实现自主合成分子马达奠定了坚实基础。

此类人工马达有望推动大规模并行生物计算的发展。与传统计算方式相比，生物计算具备以下显著优势：
* 节能高效
* 环境可持续
* 易于扩展

未来展望

目前，团队正全力优化Tumbleweed的性能。近期的核心目标包括：
1. 提升续航：探明其最大行走距离（目前约为100纳米）。
2. 提高速度：提升行进速率（目前约为每秒1纳米）。
3. 自主运行：致力于实现无需外部干预的自主运行设计。

(责任编辑：娱乐)