Наноробот з ДНК.

140

(Щоб не читати статтю – можете подивитися відео)

Каліфорнійські вчені створили наноробота з ДНК, який здатний переносити заряд з одного місця в інше. Така наномашина може використовуватися для різних видів діяльності й має великий потенціал у різних галузях, але, насамперед, вона може революціонізувати медицину.

У майбутньому цей тип робота міг би будувати різні структури в мікроскопічному масштабі, використовувати небезпечні відходи, занадто малі, щоб їх можна було побачити неозброєним оком, або доставляти ліки безпосередньо в клітини. Коли справа доходить до застосування у медицині, досягнення вчених з Каліфорнійського технологічного інституту, опублікованого в останньому випуску журналу Science, можуть революціонізувати його.

Робот, побудований в Каліфорнії, складається з 53 нуклеотидів – основних структурних одиниць ДНК. Він має висоту 20 нанометрів. У нього є ніжка з двома ніжками, яка дозволяє йому вільно рухатися, рука з хватательной рукою для захоплення вантажів і сегмент, з допомогою якого він розпізнає місце призначення вантажу.

– Ми відправляємо електромеханічних роботів у віддалені і недоступні місця, такі як Марс. Ми хочемо відправити молекулярних роботів також в недоступні, але мікроскопічні місця. Куди людина не може увійти, – сказав професор Лулу Цянь, який очолював команду биоинженеров, що стоять за створенням нанороботів.

Все життя на Землі побудована на одних і тих же засадах. Простіше кажучи, вони складаються з чотирьох азотистих основ, які є будівельними блоками ДНК. Два пурину – аденін і гуанін і два піримідину – цитозин і тимін. Кожне з цих речовин позначена однією буквою для зручності користування. І, відповідно, А – це аденін, Т – тимін, З – цитозин і G, який є гуаніном. Ці нуклеотиди об’єднуються в пари – А з’єднується з Т, а З з’єднується з G.

Ця схема була використана дослідниками при створенні робота. Коли одна ланцюг зустрічає іншу зворотний конструкцію (наприклад, CGATT і AATCG), вони об’єднуються, утворюючи подвійну спіраль, яка характерна для ДНК. Одна нитка, що містить відповідні нуклеотиди, може змусити інші нитки, сполучені разом, відокремитися один від одного. І ось як рухається наноробот.

Коли одна нога пов’язана з сегментом ДНК, інша залишається вільною. Коли вільні зустрічі збігаються, ДНК з’єднується з нею, і протягом цього часу від’єднується раніше підключена нога. Аналогічним чином робот захоплює заряд, який також повинен відповідати ДНК.

Властивості ДНК відомі, і дослідники можуть розрахувати довжину одиночної або пов’язаної нитки. Завдяки цьому можна розрахувати, скільки часу у наноробота повинні бути ноги і руки, щоб робити відповідні довгі кроки і виконувати доручену йому роботу. Хоча роботи можуть бути побудовані у відповідності з завданнями, які будуть виконані. Вони можуть мати багато рук, бути більше або менше.

Вчені перевірили працездатність наноробота в експерименті. На платі розміром 58 на 58 нм дослідники розмістили відповідні сегменти ДНК, до яких робот міг підключитися. Заряди, які повинен був нести робот, були відзначені флуоресцентними мітками, щоб було легко побачити, чи виконав робот доручену йому роботу. І так сталося. Робот успішно відсортував частинки, розкидані по дошці. Це зайняло у нього 24 години, але цей час можна скоротити, використовуючи не одного, а декілька нанороботів.

– Така схема може бути використана для роботи з різними типами навантажень. Ми також можемо використовувати багато роботів для однієї задачі, – каже Анупама Тубагере, головний розробник нанороботів.

Джерело: Наука , Каліфорнійський технологічний інститут , фото: Каліфорнійський технологічний інститут