Исследователи представили платформу для создания компонентов для программируемой биоэлектроники. Группа инженеров под руководством исследователей из Бристольского университета разработала технологию создания нанопроводящих структур с заданными свойствами на основе белка. Крошечные волокна совместимы и с традиционной электроникой, и с биологическими системами.

Исследователи использовали для производства биопроводов безвредные бактерии, управляя которыми можно синтезировать белки из аминокислот в заданной последовательности и тем самым настраивать свойства проводников. Готовые «устройства» в тысячу раз тоньше человеческого волоса и совместимы по размеру с транзисторами на кремниевых чипах.

Белковые нанопровода состоят только из природных аминокислот и гема — комплексного соединения с двухвалентным железом, которое входят, например, в состав гемоглобина. Исследователи используют вычислительные модели, чтобы проектировать структуру простых строительных блоков (белков), которые объединяются в длинные проволочные белковые цепи, проводящие электроны.

Конструкция белковой нанопроволоки. Изображение: Ross Anderson

Снимок белкового провода под микроскопом (слева) и моделирование его структуры (справа). Изображение: Ross Anderson

Идея использования «естественных электрических сетей» в организме не нова, отмечают биоинженеры. Главное преимущество новой технологии в возможности управлять свойствами белка и определять нужные параметры готовых проводников, что невозможно с натуральными белками из живых клеток.

Нанопровода можно использовать в качестве биосенсоров для диагностики заболеваний и обнаружения загрязнителей окружающей среды. Кроме того, в дальнейшем на их основе можно создать биосовместимые электрические схемы и искусственные фотосинтетические системы для захвата солнечной энергии.