p À medida que o design da nanomáquina avança rapidamente, os pesquisadores estão deixando de se perguntar se a nanomáquina funciona para por quanto tempo ela funcionará. Esta é uma questão especialmente importante, pois existem tantas aplicações potenciais, por exemplo, para usos médicos, incluindo entrega de drogas, diagnóstico precoce, monitoramento de doenças, instrumentação, e cirurgia. Em um novo estudo liderado por Henry Hess, professor associado de engenharia biomédica na Columbia Engineering, pesquisadores observaram um ônibus espacial movido por proteínas motoras de cinesina e descobriram que se degradava durante a operação, marcando a primeira vez, eles dizem, que a degradação foi estudada em detalhes em um ativo, nanomáquina autônoma. p "Nosso nanobotão degradou-se como um carro que desmorona após algumas centenas de milhares de quilômetros dirigindo - exceto que, para o nosso ônibus molecular, o equivalente a cem mil milhas acaba sendo um milímetro, "diz Hess, que colaborou no estudo com seu ex-aluno Emmanuel Dumont PhD'14, agora um bolsista de inovação na Cornell Technion, e Catherine Do, cientista de pós-doutorado no Instituto de Genética do Câncer do Centro Médico da Universidade de Columbia. O artigo - "Desgaste molecular de microtúbulos propelidos por cinesinas aderidas à superfície" - foi publicado em 26 de janeiro em Nature Nanotechnology Publicação Online Avançada de.

p Os pesquisadores já estão trabalhando para criar músculos artificiais e outros materiais ativos, e, a fim de tornar útil, sistemas práticos, é fundamental que eles entendam como fazer os sistemas durarem. "O que isto significa, "Hess explica, "é que quando tentamos entender o design de nanomáquinas biológicas operando dentro das células e, em seguida, quando tentamos inventar novas nanomáquinas sintéticas, temos que estar atentos à sua vida e fazê-los durar ou torná-los capazes de se renovar. "

p Os sistemas biomoleculares podem sofrer uma série de movimentos ativos em nanoescala que são ativados pela transdução de energia química em trabalho mecânico por processos de polimerização e proteínas motoras. Hess e sua equipe usaram um sistema in vitro para estudar o movimento em nanoescala e suas consequências e descobriram que a atividade mecânica dos motores biomoleculares causa desgaste em escala molecular semelhante ao desgaste do motor de um carro em funcionamento. Em humanos, motores biomoleculares também são responsáveis ​​pela contração dos músculos e pela entrega de pacotes dentro das células, e, para prevenir o envelhecimento e doenças, esses processos devem ser executados sem problemas por toda a vida. Mecanismos biológicos, como a substituição contínua de partes moleculares, evoluíram para evitar a rápida degradação das nanomáquinas do corpo.

p "Nosso estudo mostrou que o desgaste é uma questão importante que deve ser considerada no projeto de nanomáquinas, "Hess acrescenta." E está claro que uma melhor compreensão da nanoengenharia nos ajudará a entender melhor o envelhecimento e a degeneração nos sistemas biológicos. "