Proteine werden wegen ihrer vielfältigen und komplexen Funktionen oft als „molekulare Maschinen“ bezeichnet. „Von ihren faszinierenden Eigenschaften inspiriert, haben wir uns zum Ziel gesetzt, Nanomaschinen zu entwerfen und zu bauen, die nach analogen Prinzipien funktionieren und ähnliche Aufgaben verrichten können“, erklärt Ivan Coluzza, der an diesem Thema im Bereich der Computergestützten Physik der Universität Wien arbeitet. Im Rahmen eines langfristigen Forschungsprogramms sind Coluzza und seine Kollegen den geplanten Nanomaschinen einen wichtigen Schritt näher gekommen. Das Team konnte mit Hilfe von Computersimulationen zeigen, dass sich in dem von ihnen entwickelten physikalischen Modell Partikelstränge spontan zu bestimmten dreidimensionalen Strukturen falten und sogar Knoten bilden können. Die Wiener Forscher wollen ihre theoretischen Ergebnisse nun umsetzen und künstliche Materialien herstellen, die wie Proteine bestimmte Aufgaben übernehmen können. Dazu sollen spezifisch funktionalisierte Nanopartikel in einer am Computer ermittelten Sequenz zu Ketten verbunden werden, die sich dann zu den gewünschten Formen verknoten.
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