ஒரு புரோட்டீன் நானோவைர் (மஞ்சள்) ஒரு புரோட்டீன் குமிழ் (சாம்பல்) வழியாக எலக்ட்ரான் கேரியர்கள் (ஆரஞ்சு) பயணிக்கின்றன.
கம்பிகளின் குறுக்கே எலக்ட்ரான்களின் இயக்கம் ஒவ்வொரு நாளும் மின்சாரத்தைப் பயன்படுத்த அனுமதிக்கிறது. உயிரியல் நானோவாய்கள், புரதங்களால் செய்யப்பட்ட நுண்ணிய கம்பிகள், நீண்ட தூரத்திற்கு எலக்ட்ரான்களை எடுத்துச் செல்லும் திறனுக்காக ஆராய்ச்சியாளர்களின் கவனத்தை ஈர்த்துள்ளன.
MSU-DOE தாவர ஆராய்ச்சி ஆய்வகத்தில் உள்ள வெர்மாஸ் ஆய்வகத்தில் ஸ்மாலில் வெளியிடப்பட்ட ஒரு ஆய்வில், கணினி உருவகப்படுத்துதல்களைப் பயன்படுத்தி உயிரியல் நானோவாய்கள் பற்றிய நமது புரிதலை ஆராய்ச்சியாளர்கள் விரிவுபடுத்துகின்றனர்.
ஆய்வின் முதல் ஆசிரியரான மார்ட்டின் குல்கே, வெர்மாஸ் ஆய்வகக் குழுவுடன் இணைந்து, பிஆர்எல் கிராமர் ஆய்வகத்தில் உள்ள நிஜ வாழ்க்கை சோதனைகளிலிருந்து தரவைப் பயன்படுத்தி படிகங்களின் உருவகப்படுத்துதல்களை உருவாக்கினார், அங்கு அவர்கள் புரதங்களால் ஆன ஒரு நானோகிரிஸ்டலில் ஒரு ஒளி மூலத்தை சுட்டிக்காட்டி எப்படி கணக்கிட்டனர். வேகமாக உற்சாகமான எலக்ட்ரான்கள் அதன் வழியாக பயணித்தன. பொதுவாக நானோ அளவிலான செயல்முறைகளை துரிதப்படுத்தும் வெப்பநிலை அதிகரிப்புடன் எலக்ட்ரான் பரிமாற்றம் ஏன் மெதுவாக வருகிறது என்பதே உண்மையான கேள்வி.
ஒரு சாத்தியமான யோசனை என்னவென்றால், எலக்ட்ரான்கள் நானோகிரிஸ்டலுக்குள் செல்ல வேண்டிய தூரங்கள் வெப்பநிலையுடன் அதிகரிக்கக்கூடும், அவை புரதத்தின் வழியாக எவ்வளவு வேகமாக நகர முடியும் என்பதைக் குறைக்கும்.
“இந்த யோசனையைச் சோதிக்க இந்த புரத நானோகிரிஸ்டல்களை வெவ்வேறு வெப்பநிலையில் உருவகப்படுத்தினோம்” என்று இந்த ஆய்வின் முதன்மை ஆய்வாளரும், உயிர் வேதியியல் மற்றும் மூலக்கூறு உயிரியல் துறை மற்றும் PRL இன் உதவி பேராசிரியருமான ஜோஷ் வெர்மாஸ் கூறினார். “நாங்கள் கண்டறிந்தது என்னவென்றால், வெவ்வேறு வெப்பநிலைகளில் உள்ள தூர மாற்றங்கள் அவற்றின் சொந்தமாக அவ்வளவு வியத்தகு இல்லை.”
இந்த பிரதிநிதித்துவத்தில், நானோகிரிஸ்டலில் உள்ள 96 புரதங்கள் ஒவ்வொன்றும் வெவ்வேறு நிறத்தில் உள்ளன. எலக்ட்ரான்கள் புரதத்தின் உள்ளே ஹீம் குழுவிலிருந்து ஹீம் குழுவிற்கு பயணிக்கின்றன. கார்பன்களுக்கு சாம்பல், நைட்ரஜன்களுக்கு நீலம் மற்றும் இளஞ்சிவப்பு இரும்பு அணுவுடன், ஒரு குச்சி பிரதிநிதித்துவத்தில் ஹேம்கள் காட்டப்பட்டுள்ளன.
வெப்பநிலையைத் தவிர வேறு மாறிகள் கையாளப்பட்டபோது, ஆராய்ச்சியாளர்கள் நானோவைரில் உள்ள எலக்ட்ரான்களின் ஹாப்ஸிலிருந்து சில சுவாரஸ்யமான செயல்களைக் காணத் தொடங்கினர். நானோ கிரிஸ்டலுக்குள் எலக்ட்ரான் ஓட்டத்திற்கு இடையூறுகளை அடையாளம் காண நானோவைர் புரோட்டீன் நெட்வொர்க் நீளமாகவும், குறுகியதாகவும், தடிமனாகவும், மெல்லியதாகவும் உருவாக்கப்பட்டது.
“உயிரியல் நானோவாய்களில், எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து கம்பியில் உள்ள புரதங்களின் இயக்கத்தை அடிப்படையாகக் கொண்டது என்பதை நாங்கள் கண்டறிந்தோம்” என்று குல்கே கூறினார். “இதன் பொருள் என்னவென்றால், அந்த நானோவாய்களை நீங்கள் எவ்வளவு நேரம் உருவாக்குகிறீர்களோ, அவ்வளவு குறைவான எலக்ட்ரான் போக்குவரத்தை நீங்கள் பெறுகிறீர்கள் மற்றும் அவற்றை தடிமனாக்குகிறீர்கள், அவற்றின் மூலம் அதிக எலக்ட்ரான் போக்குவரத்து கிடைக்கும்.”
உயிரியல் நானோவைர்களின் பயன்பாடு தற்போது ஊகமாக உள்ளது, ஆனால் அதிக எலக்ட்ரான் ஓட்டத்தை அனுமதிக்கும் வகையில் அவை எவ்வாறு கட்டமைக்கப்படலாம் என்பதைப் புரிந்துகொள்வது, உயிரியல் செயல்முறைகளை வழக்கமான மின்னணுவியலுடன் இணைக்க அவற்றைப் பயன்படுத்தும் எதிர்கால முயற்சிகளுக்கு முக்கியமானது.