Fehérjék építhetik a jövő számítógépét

Mágneses baktériumok fehérjéi segítségével angol ás japán kutatók biológiai úton gyártottak  nanomágneseket, melyek a jövő adathordozóinak alapegységeit alkothatják. 

Fehérjék építhetik a jövő számítógépét

Ahogy a számítógépek alkatrészei egyre kisebbek lesznek, úgy válik egyre nehezebbé hagyományos legyártásuk. A jövő nanotechnológiával megalkotott merevlemezeit sem osztogatják majd ingyen, így mindenféle gyártást megkönnyítő technológia nagy előrelépést jelent a megfizethetőbb számítástechnika felé. A Leeds-i Egyetem, valamint a Tokiói Mezőgazdasági és Műszaki Egyetem kutatói szerint ez utóbbi cél megvalósításában nagy segítség lehet a mágneses (vagy magnetotaktikus) baktériumoknak nevezett apró élőlények alkalmazása, melyek segítségével a hagyományos PC-kben megtalálható, de sokkal kisebb alkatrészek építhetők, illetve akár teljesen biológiai alapokon nyugvó számítógépek is megalkothatók.

A Magnetospirillum magneticum természetes körülmények között vízben él, és a Föld mágneses teréhez igazodva navigál (magnetotaxis). Ebben a bennük található magnetoszóma segíti őket, amely egy ferrimágneses nanokristályból és az ezt körülvevő biológiai membránból áll. A magnetoszómák rendszerint láncba vagy láncokba rendeződnek, de akadnak szétszórt kristályokat tartalmazó sejtek is. Minden ilyen baktérium tehát egy-egy aprócska mágnest épít magában, amelynek köszönhetően úgy viselkedik, mint egy iránytű, azaz a Föld mágneses tere az erővonalakkal párhuzamos irányba forgatja az egész sejtet.

A kutatócsoport a mágnesek felépülésének folyamatát vizsgálta, és azt igyekezett megérteni, hogyan gyűjtik össze, formálják és pozícionálják a feladatot elvégző fehérjék a nanomágnesek összetevőit. A kutatás célja annak kiderítése volt, hogy lehetséges-e lemásolni ezt a folyamatot, és a baktériumsejten kívül felépíteni az aprócska mágneseket, olcsóbb és környezetkímélőbb megoldást találva ezzel a jövő elektronikus készülékeinek megalkotására.

Ennek érdekében a baktériumi magnetit felépítését végző proteineket egy arany felülethez horgonyozták ki sakktáblaszerű mintázatot alkotva, majd a lemezt vastartalmú oldatba merítették. 80°C-ra melegítve a rendszert egyforma méretű magnetit kristályok formálódtak a lemez proteinnel borított részein. A következő lépés a keletkező nanomágnesek méretének csökkentése, valamint a mágnes anyagának variálása lesz. Siker esetén az így legyártott, elkülönülő nanomágnesek egy-egy bit információ hordozására lesznek képesek, vagyis ugyanazt teszik majd, mint a ma használatos mágneses adathordozók alapegységei, csak sokkal kisebb méretben.

Hagyományos módszerekkel szinte lehetetlen lenne egyforma méretű és formájú mágnesek legyártása ilyen kis méretekben. Esetünkben azonban a munka oroszlánrészét az ilyen méretarányokban építkezésre képes fehérjék végzik: összegyűjtik a vasat, mágneses keveréket hoznak létre belőle, majd egységes méretű formákba rendezik, mondta el Johanna Galloway, a kutatás egyik résztvevője.

Egy másik fehérje segítségével hasonló módszerekkel aprócska elektromos vezetékeket is sikerült legyártani. A nanodrótok kvantumpontokból állnak össze, vagyis réz-indium-szulfid és cink-szulfid egységekből. A drótokat kívülről zsírmolekulák vagy lipidek borítják. A mágneses baktériumok belsejében a proteinek a sejtmembrán lipidjeiből kis zsákokat alkotnak, és ezekben történik a nanomágnesek összeállítása. A kutatók a fehérje ezen működési mechanizmusát használták fel arra, hogy borítással ellátott nanodrótokat kreáljanak, vagyis az apró vezetékek tisztán biológiai folyamatok révén épülnek fel.

A proteinek további tanulmányozása révén a kutatók reményei szerint lehetséges lesz az egyes számítógép-alkatrészek biológiai úton történő legyártása, vagyis a megfelelő fehérjék és a szükséges kémiai anyagok hozzáadása után a rendszer önműködően lesz képes ezek megépítésére. 

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward