Pisa – La proteina su cui è basato il biochip sviluppato dal centro NEST (National Entreprise for nanoScience and Nanotechnology), che fa parte dell’Istituto nazionale di Fisica della materia alla Normale di Pisa, è stato estratto da una medusa.
Già, perché i ricercatori italiani del NEST sono riusciti a mettere a punto un prototipo di “chip molecolare”, un device che avvicina gli scienziati all’agognata meta del potente “computer molecolare”. Il biochip realizzato troverebbe quasi da subito possibili applicazioni non solo nell’informatica in senso stretto ma anche nell’optoelettronica.
“Il dispositivo a singola molecola – spiegano gli scienziati – è basato su una proteina ingegnerizzata al fine di immagazzinare e processare bit di informazione. Il risultato apre la strada a nuove applicazioni non solo nel campo della bioelettronica ma anche della nanofotonica, dimostrando che proteine opportunamente ottimizzate possono costituire gli elementi costitutivi fondamentali della nuova generazione di dispositivi optoelettronici”.
La ricerca di Riccardo Cinelli, Vittorio Pellegrini, Aldo Ferrari, Riccardo Nifosì, Mauro Giacca, Fabio Beltram e Mudit Tyagi (di origine indiana), è stata pubblicata su “Applied Physics Letters”, prestigiosa pubblicazione scientifica americana.
“I componenti del dispositivo – sottolineano i ricercatori – sono singole proteine della classe delle GFP (Proteine verdi fluorescenti), il cui gene viene estratto dalla medusa Aequora victoria. Il suo utilizzo come elemento logico è stato possibile grazie ad una modifica della struttura amminoacidica”. “La proteina – proseguono – chiamata E2GFP, è stata recentemente brevettata da NEST. Grazie alle modifiche introdotte, essa presenta due stati stabili, uno che emette luce verde e l’altro otticamente inattivo. Il passaggio da uno stato all’altro può essere controllato illuminando in modo particolare la proteina.”
Il procedimento, che ricorda quello di altri esperimenti di biochip avvenuti nel mondo, è stato completato immobilizzando le singole proteine in un gel e dimostrando “la funzionalità di tali molecole nei processi logici di scrittura, lettura e cancellazione del bit di informazione, illuminando la proteina con luce monocromatica blu e violetta”.
Le applicazioni della scoperta vedono in prima linea le memorie ottiche: “Queste proteine possono infatti autoassemblarsi in matrici tridimensionali ultradense e formare zone attive di memoria della geometria voluta”. Ma ci sono anche altre ricadute applicative: “La possibilità di controllare otticamente la fluorescenza permetterà infine di disegnare architetture logiche su scala nanometrica. Altre possibili ricadute sono nel campo della biologia cellulare e molecolare. Questa nuova proteina ingegnerizzata potrà infatti essere impiegata come un rivoluzionario marcatore ottico per visualizzare la dinamica di singole proteine non autofluorescenti in cellule viventi durante processi fisiopatologici”.
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15 nov 2001