Bazı mikroorganizmalar kamçı benzeri pervaneleri sayesinde yüzebiliyor. Bu pervaneleri döndüren doğal motorlara benzeyen bir cihaz geliştirebilirlerse, nano makinelerin manevra kabiliyeti artırabilir.
Mikroorganizmaların hareketlerini araştıran Polonya Bilimler Akademisi’nden fizikçi Doç. Dr. Piotr Garstecki, “Mikro ölçekte, makro ölçek yüzme mekanizmaları işe yaramıyor” diyor. Bu boyutlardaki canlılar için suyun pekmez ya da bal kıvamında olduğu belirtiliyor. Garstecki, mikroorganizmaların hareket mekanizmalarının anlaşılmasının küçük makinelerin yapılmasına yardımcı olacağı kanısında. Bazı bakteriler, motorlara bağlı pervanelerle yüzüyor. Kamçılara benzeyen pervanelerinin her birini ayrı bir motor döndürüyor. Son derece küçük, elektrikli döner motorlar bunlar. Tanınmış mikrobiyoloji profesörü Moselio Schaechter’in deyimiyle elektrikli motorların en küçüğü ve en mükemmeli. Bakteri motoru için “o kadar harika ve kompleks bir nano makina ki” diyen California Teknoloji Enstitüsü’nden Dr. Grant Jensen, kamçıların matkabın ucuna bağlanan bir ipin dönmesi gibi döndüklerini belirtiyor. Ama çok daha hızlı… Böylece bakteriler boylarının 10-20 katı mesafeyi bir saniyeden kısa sürede yüzüyor. Eylül 2023’te, Japonya’nın Nagoya Üniversitesi’nden yapılan açıklamada, kamçı motorunun dakikada 20 bin defa saat yönünde ve saat yönünün tersine dönebildiği, yüksek hızlarda dönüş yönünü anında değiştirme kapasitesi olduğu belirtildi ve şu sözlere yer verildi: “Mühendisler kamçı motoru gibi bir cihaz geliştirebilirlerse, bu nano makinelerin manevra kabiliyetini ve verimliliğini büyük ölçüde artıracaktır.”
Escherichia coli bacteria, 3D illustration. E. coli is a Gram-negative rod-shaped motile bacterium covered with flagella
Bakterilerin yüzmesini sağlayan, hareket şaftı, rotor, piston gibi çok çeşitli parçalardan oluşan mekanizmaya flagellum deniyor. (Science’da yayımlanan bir araştırma flagellumun “debriyajı” olduğunu da ortaya çıkarmıştı.) Flagellum teknelerin dıştan takmalı motorlarına benzetiliyor. 2020’de Cenevre Üniversitesi’nden yapılan açıklamaya göre, mekanizmayı inşa etmek için 50’den fazla proteinin art arda üretilmesi ve doğru sırada bir araya getirilmeleri gerekiyor. 2018’de Osaka Üniversitesi, Japon araştırma ekibinin flagellum montajının adım adım nasıl gerçekleştiğini açıklayan bir model oluşturduğunu açıkladı. Araştırma ekibinden Dr. Naoya Terahara, flagellum montajının 70’ten fazla genin dahil olduğu kompleks bir süreç olduğunu belirtti. Açıklamada taban, motor ve kamçının sırayla montaj yerine özel bir protein setinin gönderilmesiyle oluşturulduğu ifade ediliyor. 2019’da Okinawa Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden yapılan açıklamada, motoru kamçıya bağlayan, dümen işlevi gören esnek kancanın yaklaşık 130 parçadan oluştuğu bildirildi; Dr. Hideyuki Matsunami’nin “Kancanın modelini yaparken mükemmel montajı karşısında hayrete düştüm” sözlerine yer verildi. Utah Üniversitesi’nden araştırmacıların 2017’de Science’da yayımlanan çalışmaları, flagellumun 25 nanometrelik hareket şaftının uzunluğunu ayarlayan mekanizmayı aydınlatmıştı. Üniversiteden yapılan açıklamada, flagellumun doğru çalışması ve bakteriyi hareket ettirmesi için tüm bileşenlerinin hassas ölçülere uygun şekilde bir araya getirilmesi gerektiği bildirildi.
