Наноробот из ДНК.

97

(Чтобы не читать статью — можете посмотреть видео)

Калифорнийские ученые создали наноробота с ДНК, который способен переносить заряд из одного места в другое. Такая наномашина может использоваться для различных видов деятельности и имеет большой потенциал в различных областях, но, прежде всего, она может революционизировать медицину.

В будущем этот тип робота мог бы строить различные структуры в микроскопическом масштабе, использовать опасные отходы, слишком малые, чтобы их можно было увидеть невооруженным глазом, или доставлять лекарства непосредственно в клетки. Когда дело доходит до применения в медицине, достижения ученых из Калифорнийского технологического института, опубликованного в последнем выпуске журнала Science, могут революционизировать его.

Робот, построенный в Калифорнии, состоит из 53 нуклеотидов — основных структурных единиц ДНК. Он имеет высоту 20 нанометров. У него есть ножка с двумя ножками, которая позволяет ему свободно двигаться, рука с хватательной рукой для захвата грузов и сегмент, с помощью которого он распознает место назначения перевозимого груза.

— Мы отправляем электромеханических роботов в отдаленные и недоступные места, такие как Марс. Мы хотим отправить молекулярных роботов также в недоступные, но микроскопические места. Куда человек не может войти, — сказал профессор Лулу Цянь, который возглавлял команду биоинженеров, стоящих за созданием нанороботов.

Вся жизнь на Земле построена на одних и тех же основах. Проще говоря, они состоят из четырех азотистых оснований, которые являются строительными блоками ДНК. Два пурина — аденин и гуанин и два пиримидина — цитозин и тимин. Каждое из этих веществ помечено одной буквой для удобства пользования. И, соответственно, А — это аденин, Т — тимин, С — цитозин и G, который является гуанином. Эти нуклеотиды объединяются в пары — А соединяется с Т, а С соединяется с G.

Эта схема была использована исследователями при создании робота. Когда одна цепь встречает другую обратную конструкцию (например, CGATT и AATCG), они объединяются, образуя двойную спираль, которая характерна для ДНК. Одна нить, содержащая соответствующие нуклеотиды, может заставить другие нити, соединенные вместе, отделиться друг от друга. И вот как движется наноробот.

Когда одна нога связана с сегментом ДНК, другая остается свободной. Когда свободные встречи совпадают, ДНК соединяется с ней, и в течение этого времени отсоединяется ранее подключенная нога. Аналогичным образом робот захватывает заряд, который также должен соответствовать ДНК.

Свойства ДНК известны, и исследователи могут рассчитать длину одиночной или связанной нити. Благодаря этому можно рассчитать, сколько времени у наноробота должны быть ноги и руки, чтобы делать соответствующие длинные шаги и выполнять порученную ему работу. Хотя роботы могут быть построены в соответствии с задачами, которые будут выполнены. Они могут иметь много рук, быть больше или меньше.

Ученые проверили работоспособность наноробота в эксперименте. На плате размером 58 на 58 нм исследователи разместили соответствующие сегменты ДНК, к которым робот мог подключиться. Заряды, которые должен был нести робот, были отмечены флуоресцентными маркерами, чтобы было легко увидеть, выполнил ли робот порученную ему работу. И так случилось. Робот успешно отсортировал частицы, разбросанные по доске. Это заняло у него 24 часа, но это время можно сократить, используя не одного, а несколько нанороботов.

— Такая схема может быть использована для работы с различными типами нагрузок. Мы также можем использовать много роботов для одной задачи, — говорит Анупама Тубагере, главный разработчик нанороботов.

Источник: Наука , Калифорнийский технологический институт , фото: Калифорнийский технологический институт