In einer in Nature Communications publizierten Studie unter Leitung von Georgia Tech adaptierten Forschende die Calcium-Strategie mancher Wimpertierchen auf künstliche Proteinnetzwerke. Im Labor bildete das hergestellte Protein Tetrahymena thermophila calcium-binding protein 2 (Tcb2) ein faseriges Netzwerk, das bei Calciumzufuhr kontrahiert. Die Gruppe nutzte ein lichtempfindliches "Käfig"-Molekül, um Ort und Zeitpunkt der Calciumfreisetzung zu steuern.
Die Forschenden projizierten Lichtmuster, sodass sich das Netzwerk in Stern- und Kreisformen zusammenfügte und zusammenzog. Mit gepulster Beleuchtung konnten die Zyklen wiederholt angetrieben werden; das Netzwerk führte etwa 150 Zyklen aus und zeigte Kontraktionsgeschwindigkeiten von etwa 0,4 Mikrometer pro Sekunde.
Ein Computermodell und Methoden des Reinforcement Learning halfen, Lichtmuster zu finden, die das Netzwerk gezielt schieben oder ziehen. Die Studie wurde teilweise von der National Science Foundation finanziert.
Schwierige Wörter
- adaptieren — etwas verändern, damit es für einen Zweck passtadaptierten
- wimpertierchen — kleine Einzeller mit Wimpern zur Bewegung
- Proteinnetzwerk — Verbindungen von Proteinen zu einem NetzProteinnetzwerke
- Calciumzufuhr — Zufuhr oder Lieferung von Calciumionen
- projizieren — Licht oder Bild an eine Fläche zeigenprojizierten
- Beleuchtung — Licht, das einen Ort oder Gegenstand erhellt
- Computermodell — Rechnung oder Simulation von Prozessen am Computer
- Kontraktionsgeschwindigkeit — Geschwindigkeit, mit der etwas sich zusammenziehtKontraktionsgeschwindigkeiten
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Diskussionsfragen
- Welche Anwendungen könnten künstliche, sich zusammenziehende Proteinnetzwerke haben? Begründen Sie kurz.
- Was ist der Vorteil, Lichtmuster zu verwenden, um ein Netzwerk gezielt zu steuern?
- Wie kann ein Computermodell Forscherinnen und Forschern helfen, bessere Lichtmuster zu finden?
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