SSF-forskning i senaste Nature
I senaste numret av Nature presenterar både Lars Samuelson, professor i halvledarfysik vid Lunds Tekniska Högskola och docent Martin Högbom, Centrum för Biomembranforskning vid Stockholms universitet, nya, intressanta rön. Det handlar om en ny metod som kan revolutionera halvledartillverkningen och om en detaljerad kartläggning av hur proteiner transporteras genom cellmembranet.
Forskare vid SSF-finansierade Centrum för Biomembranforskning vid Stockholms universitet har tillsammans med två forskargrupper vid University of Oxford i England studerat hur hela färdigveckade proteiner transporteras genom cellens hölje, membranet, utan att det uppstår läckage av joner eller andra små molekyler.
Levande celler måste kunna transportera proteiner eftersom de behövs på flera olika platser, men bara tillverkas i en del av cellen. Vissa proteiner exporteras också ut ur cellen. Processen är viktig för såväl cellens normala funktion som sjukdomsframkallande mekanismer hos bakterier och bioteknologiska tillämpningar.
Olika system
Det finns olika system för att flytta proteiner över membran, det s.k. Sec-systemet exporterar oveckade proteiner genom att trä dem som ett långt snöre genom en kanal i membranet. Tat-systemet, å andra sidan, exporterar hela färdigveckade proteiner i en komplicerad process eftersom de färdiga proteinerna har större diameter och dessutom är olika stora. Och transporten måste ske utan läckage av betydligt mindre molekyler eller joner.
Martin Högbom– Det är en fascinerande process som kräver ett dynamiskt transportkomplex som ändrar sammansättning och form som del av sin funktion. Det gör också systemet svårstuderat och projektet har flyttats mellan olika grupper med olika expertis för att lösa de problem som uppstått på vägen, säger docent Martin Högbom som lett den svenska delen av studien.
Strukturen av transportkomplexets centrala komponent, TatC, har bestämts med röntgenkristallografi. Från strukturen kan forskarna i detalj beskriva var proteinet som skall transporteras binder och modellera hur de andra ingående komponenterna i transportkomplexet interagerar.
– Vi är fortfarande en bra bit från att förstå hela transportmekanismen i detalj, men en stor bit av pusslet har fallit på plats, säger Martin Högbom.
Länk till artikeln i Nature:
Structure of the TatC core of the twin arginine protein transport system
Nytt grepp inom halvledartekniken
Lars Samuelson med forskargrupp kan revolutionera halvledartillverkningen. De tillverkar elektronikens minsta strukturer på ett helt nytt sätt, som kan göra tillverkningen tusen gånger snabbare – till gagn för billigare och bättre halvledare, solceller, lysdioder, och annan elektrisk utrustning som numera är en integrerad del av våra liv.
Istället för att som idag utgå från en kiselplatta eller annat substrat, har forskarna låtit strukturerna växa fram ur fritt svävande guldnanopartiklar i en strömmande gas. Strukturen växer fram, atomlager för atomlager. Tricket är sedan att få dem att ordna sig på önskat sätt på en vald yta. Istället för dyrt kisel kan det vara glas, stål eller något annat material som passar för ändamålet.
Om två till fyra år tror Lars Samuelson att tekniken är mogen att kommersialiseras. En prototyp för solceller beräknas finnas klar redan om två år.
Lars Samuelson– När jag först kastade fram idén att strunta i substraten sa folk omkring mig att ”du är inte klok, Lars, det kan ju inte fungera”. När vi sedan testade principen kunde vi inte drömma om sådana här bra resultat, berättar han.
Nanotrådar
Den bärande tanken är att låta nanopartiklar av guld fungera som substrat från vilka halvledaren växer. Med hjälp av temperatur, tid och storlek på guldnanopartiklarna kan tillväxten regleras. I specialbyggda ugnar ”bakas” nanotrådarna, som strukturerna kallas, och i olika steg kan man skapa flera varianter, såsom pn-dioder.
– Processen är både extremt snabb och kontinuerlig. Traditionell tillverkning på substrat är batchbaserade och görs i omgångar och därför inte alls lika tidseffektivt, tillägger Lars Samuelson, som leder det SSF-finansierade Strategiskt forskningscentrum för tillämpningar av nanotrådar liksom ramprojektet ”Energieffektiv LED-belysning baserad på nanotrådar”.
Länk till artikeln i Nature:
Continuous gas-phase synthesis of nanowires with tuneable properties
Text: Eva Regårdh