У 2016 році молекулярні біологи з університету Вашингтона в Сіетлі створили самозбірні ікосаедри з білків. Отримані молекули, за формою нагадують футбольний м'яч, можуть переносити молекули і вивільняти їх в потрібному місці.
Класичний футбольний м'яч - це усічений ікосаедр: ідеальний баланс між кількістю елементів і внутрішнім обсягом. Такі форми Структура діаметром у 25 нанометрів виявилася напрочуд стійкою: молекулярні «м'ячі» витримують нагрівання до 80 градусів. При певній кислотності середовища вони руйнуються - але це руйнування звернемо: якщо умови змінюються, білки знову збираються в ікосаедри.
Фото
Щоб синтезувати молекулу з шуканими якостями, Ян Сі та його колеги використовували комп'ютерну програму Rosetta @ Home. «Ви даєте системі шукану структуру, описуєте її властивості, а програма підбирає вам білки, з яких може вийти така структура», - пояснює вчений. Програма підбирає молекули так, щоб їх стан з найменшою енергією був еквівалентно шуканій макромолекулі: тоді молекули самі організовуються в необхідну структуру.
Всередину такого «м'яча» можна помістити невелику молекулу: команді Яна Сі вдалося помістити всередину граней ікосаедра частинки біолюмінесцентної речовини. Білкові ікосаедри з такою начинкою можна використовувати для дослідження тканин під світловим мікроскопом, і їх світіння можна буде виміряти дуже точно. У кожну макромолекулу поміщається рівно 60 молекул барвника.
Крім того, вченим вдалося обладнати молекулярний «м'яч» контролерами входу і виходу: вимірювавши довжину і ширину пустот між елементами структури, Ян Сі з колегами підібрали молекули на роль «воротарів», які відкривають і закривають шлях в клітку за відомих умов середовища. У перспективі це може допомогти у створенні транспортної системи, що поміщає невеликі молекули всередину ікосаедра і витягує їх звідти - а це означає, що так можна керувати доставкою речовин в різні частини організму.