I microtubuli sono spesso sotto i riflettori e in effetti hanno proprietà notevoli, come modi vibrazionali coerenti e risonanza quantistica, conduzione elettrica, potenziale computazione quantistica, luminescenza e potenziale biolasing. Inoltre occupano un ruolo centrale nella morfologia cellulare, nella locomozione, mitosi, comunicazione e nel trasporto intracellulare.
Ora un team di ricercatori del New Jersey Institute of Technology e della Yeshiva University, ha proposto che i microtubuli possano conservare energia in superficie sotto forma di fononi topologici, in modo simile agli isolanti topologici, dove troviamo stati topologici in stato di entanglement a breve distanza, fenomeno osservato in alcune classi di superconduttori. Se questo venisse verificato, sarebbe un altro esempio di comportamento quanto-meccanico nella “nanotecnologia” molecolare delle cellule.
Il team pensa che tali stati ai bordi dei microtubuli possano avere un ruolo importante nel loro funzionamento, ad esempio il controllo della cosiddetta instabilità dinamica, che permette ai microtubuli di essere molto versatili nelle loro funzioni cellulari. Questo potrebbe indicare un metodo per trattare i neoplasmi, dato che le cellule cancerose spesso si dividono in modo anomalo, sovvertendo la funzione normale dei microtubuli.
La biomimetica fornisce alcune delle scoperte tecnologiche e più avanzata, quasi tutta la biologia molecolare, usata per produrre le impronte genetiche, modificare e ingegnerizzare genoma, invertire le malattie genetiche, produrre cure e vaccini, ecc.. nasce dalla nanotecnologia vivente presa direttamente dagli organismi biologici.
La natura usa le proprietà più avanzate della materia fisica grazie ai miliardi di anni di sperimentazione e sviluppo per l’adattamento. Diviene quindi possibile retroingegnerizzare il comportamento dei microtubuli per produrre materiali sintetici sorprendenti, come ipotizza il gruppo di ricercatori:
“Lavorando con gli esperti di nanotecnologia del NJIT, Reginald Farrow, professore di fisica e Alokik Kanwal, assistente alla ricerca, il gruppo spera di fornire la prima verifica sperimentale del ruolo chiave giocato da questi fononi topologici in molti processi cellulari fondamentali, inclusa la divisione e il movimento delle cellule. Inoltre, in base ai risultati dei loro studi, il team cercherà di fabbricare una nuova classe di materiali detti cristalli fononici topologici, con applicazioni che vanno dalle celle solari, al controllo del suono e all’isolamento”.
di William Brown
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