ДНК-роботів навчили працювати в організмі людини: Що це означає

Унікальне досягнення американських вчених робить ближчим прорив у медицині - роботи працюватимуть у людях

ДНК-роботів навчили працювати в організм…

Біоінженери Каліфорнійського технологічного інституту створили унікального ДНК-робота, який здатен переміщатися всередині організму, підбирати конкретні молекули і розпізнавати заздалегідь визначене місце, в якому необхідно скинути свій "вантаж", пише Depo.ua з посиланням на журнал Science.

Можна говорити про створення наноробота, за допомогою якого в майбутньому можна буде доставляти в організм ліки - у конкретне, потрібне місце, для конкретних клітин. Так само, з організму можна буде прибирати, наприклад, шкідливі утворення. Так звані органи ДНК-робота складаються всього з декількох нуклеотидів, а всі разом вони з'єднані в одну нитку ДНК завдовжки 53 нуклеотиди. Висота конструкції - близько 20 нанометрів.

Історія

З 1980-х років розробка молекулярних машин була важливим завданням для молекулярної техніки. Роботи є важливим типом молекулярної інженерії, які автоматично виконують складні наномеханічні завдання. Молекули ДНК є відмінними матеріалами для побудови молекулярних роботів, оскільки їх геометричні, термодинамічні та кінетичні властивості добре зрозумілі та добре програмовані. До цих пір розвиток ДНК-роботів був обмежений простою функцією. Більшість ДНК-роботів були розроблені для виконання однієї функції: ходити в керованому напрямку. Декілька демонстрацій включали другу функцію в поєднанні з ходьбою - наприклад, збирання наночастинок. Проте ці порівняно складні функції також було важче контролювати, а складність завдань була обмежена тим, що робот може виконати протягом 3-12 кроків. Крім того, кожен дизайн робота був розроблений для конкретного завдання, ускладнюючи зусилля з розробки нових роботів, які виконують нові завдання, об'єднуючи функції та механізми.

Технологія

Дизайн та синтез молекулярних роботів є двома викликами, такими як модульність та простота алгоритмів, які трансформувалися в інших областях молекулярної техніки. Наприклад, прості та модульні будівельні блоки були використані для збільшення обробки молекулярної інформації за допомогою схем ДНК.

Як і в схемах ДНК, прості будівельні блоки для ДНК-роботів можуть включати більш складні наномеханічні завдання, тоді як модульність може забезпечити різні нові функції, що виконуються роботами, використовуючи один і той же набір будівельних блоків.

Розроблений ДНК-робот виконує значно складнішу наномеханічну задачу, ніж попередні. Вчені розробили простий алгоритм і три модульні блоки для роботи ДНК-робота, який виконує автономне сортування "вантажів". Робот досліджує двовимірний тестовий майданчик на поверхні "ДНК-оригамі" (технологія спрямованого проектування молекул ДНК, здатних до самозбірки в заздалегідь розраховані та модифіковані об'єкти), збирає кілька вантажів двох типів, які спочатку перебувають в неупорядкованих місцях, і доставляє кожен тип до місця призначення, доки всі молекули вантажу не будуть відсортовані на дві різні купи. Робот призначений для випадкового руху без будь-якої енергії. Один робот може багаторазово сортувати кілька вантажів. Локалізація на "ДНК-оригамі" дозволяє виконувати різні завдання з сортування вантажів одночасно в одній пробірці. Так само одне завдання можуть виконувати спільно кілька роботів. Новий наноробот виконував приблизно 300 кроків під час сортування вантажів - це значно більше, ніж у раніше продемонстрованих роботів.

Чому це важливо

Використання аптамерів, антитіл або прямих кон'югацій, дрібних хімічних речовин, наночастинок металів та білків, котрі можна транспортувати як молекули вантажу... ДНК-роботи можуть мати потенційне застосування при автономному хімічному синтезі, у виробництві чутливих молекулярних пристроїв та програмованих терапевтичних засобів . Розроблені будівельні блоки можуть також використовуватися для різних функцій, крім сортування "вантажів". Нанороботи можуть транспортувати молекулярні вантажі і працювати у мікроскопічних середовищах, всередині нашого організму. Це призведе до прориву в медицині.

Більше новин про події в Україні та світі на Depo.ua
 

Всі новини на одному каналі в Google News

Слідкуйте за новинами у Телеграм

Підписуйтеся на нашу сторінку у Facebook

deneme