Мы используем cookie-файлы, чтобы получить статистику и обеспечивать вас лучшим контентом. Продолжая пользоваться нашим сайтом, вы соглашаетесь с использованием технологии cookie-файлов. Это совершенно безопасно!
Первый робот ДНК в истории

Первый робот ДНК в истории

Время прочтения:

Небольшой шаг первого работа ДНК — большой скачок для человечества. Так эксперты описывают достижение ученых из Калифорнийского технологического института (Caltech) которые создали наноробота, который оперирует в масштабе молекулы ДНК, пишет Войцех МоскальWyborcza.

Наноробот способен перемещаться и переносить нагрузки (например, наночастицы или вещества, которые могут лечить раковые опухоли) из одного места в другое. О своем достижении ученые сообщили в статье в журнале Science.

Представьте себе идеального робота, который помогает вам в ежедневных, особенно неприятных, обязанностях, например сортирует носки после стирки или раскладывает тарелки и столовые приборы после мытья посуды. Хотя сейчас это перспектива science fiction, ученые из Caltech создали автономную молекулярную машину, которая способна выполнять именно такие задачи. Наноробот, созданный лишь с одной нити ДНК, может перемещаться поверхностью, подносить грузы (частицы) и транспортировать их в запланированное место, – утверждают биоинженеры под руководством профессора Лулу Цянь.

“Сегодня люди отправляют сложных механических роботов в отдаленные и недоступные места, например на Марс. Мы хотели бы делать так же — отправлять молекулярных роботов в труднодоступные микроскопические места, до которых пока что невозможно добраться, например в отдаленные капилляры кровеносных сосудов”, — говорит Лулу Цянь.

Главным конструктором работа ДНК стала докторантка из лаборатории проф. Цянь Анупама Тубаґере. Вместе с коллегами она создала три главные элементы наноробота — ногу с двумя стопами, которая ходит по поверхности, плечо с рукой, которая поднимает грузы, и специфический элемент, который распознает локацию, к которой должен быть представлен груз. Каждый из этих элементов состоит всего из нескольких нуклеотидов (молекулярных кирпичиков, из которых образована молекула ДНК).

Робот Тубаґере успешно транспортировал два типа частиц, обозначенных желтым и розовым красителями. Красители были нужны, чтобы ученые могли убедиться, что частицы попали к месту назначения. Робот отсортировал шесть частиц — три розовые, три желтые — по различным пунктам. Для этого ему понадобилось около двадцати четырех часов. Использование дополнительных “конечностей“, однако, позволяет существенно уменьшить это время. “В перспективе можно будет создать десятки таких роботов, которые будут переносить полезные грузы в разные, произвольно выбранные нами места”, — утверждает Анупама Тубаґере.

Принцип функционирования нанороботов основывается на уникальных химических и физических свойствах молекулы ДНК, которые можно запрограммировать. Цепочка ДНК состоит из четырех элементов с азотными основаниями, из которых две пуриновые (аденин и гуанин — Г) и две пірамідинові (цитозин — Ц и тимин — Т). Эти основы образуют комплементарные пары по схеме А-Т и Г-Ц. Если одна нить содержит нуклеотидную последовательность ЦГАТТ, то другая будет ее зеркальное отражение ГЦТАА. Две частично совмещены между собой нити можно разорвать третьей, напоминающий расстегивание молнии. “Скорость такого соединения и разрыва можно оценить для каждой последовательности ДНК, и это, собственно, позволяет контролировать скорость, с которой ДНК-робот двигается и выполняет свои задачи”, — рассказывают исследователи.

Чтобы протестировать робота, ученые создали поле игры, которое в определенном смысле напоминает культовую игру Mastermind. Это была поверхность размером 56 на 56 нм с отверстиями, в которых расположили отдельные нити из нескольких нуклеотидов. “Когда наш робот, который транспортирует вес-частицу, оказывался возле соответствующего отверстия, его анализатор распознавал, это именно та последовательность, которая определяет место, в которое нужно доставить частичку. После этого робот перемещался дальше в запрограммированном направлении”, — пишут авторы исследования. С одной стороны, все это происходило довольно медленно, но, с другой, ученые смогли точно распределить небольшой запас химической энергии, которым владел робот.

“Этот робот пока что не предназначен для конкретных задач. Нашей целью было проработка основных принципов его работы. Надеемся, что в будущем такие работы будут транспортировать лекарства до труднодоступных мест, в том числе мелких кровеносных сосудов или даже к конкретным клеток”, — говорит проф. Цянь.

комментировать
наверх