Створено ДНК-нанороботи які можуть транспортувати і сортувати молекули

Дослідників з Каліфорнійського технологічного інституту (Caltech), створили нанороботів нового типу, що складаються з єдиного ланцюжка молекули ДНК, здатних самостійно досліджувати поверхні молекул, “звалити на свої плечі” молекули потрібного типу і перемістити їх в задане місце.

“Точно так само, як люди посилають механічних роботів на Марс і інші планети, ми будемо посилати наших молекулярних нанороботів в важкодоступні для людини місця, використовуючи для цього, кровоносну систему організму людини, наприклад” – розповідає Лулу Кіен (Lulu Qian), один з дослідників, – “Нашою метою є створення універсального молекулярного робота, який заздалегідь заданою програмою буде здатний проводити сортування і переміщення корисних вантажів на нанорозмірному рівні”.

Новий робот каліфорнійських дослідників базується на їх же попередніх дослідженнях, в яких вони брали участь у складі міжнародної групи. В результаті минулих досліджень були створені програмовані ДНК-роботи.

Для перевірки працездатності створених ними нанороботів дослідники використовували поверхню, розміром 58 на 58 нанометрів, покриту спеціальними “шляхопроводами” з ДНК, які, з хімічної точки зору, добре поєднуються з закінченням “ноги” молекулярного робота. Це дозволяє одній з “ніг” робота завжди утримуватися на поверхні, в той час як друга “нога” вільно “плаває” в просторі під впливом випадкових молекулярних коливань. Коли ця друга “нога” входить в контакт з поверхнею іншого “шляхопроводу” робот підтягується до цієї точки і його перша “нога” звільняється. Таким чином робот робить один крок по заздалегідь заданому шляху.

Для спостереження за переміщеннями ДНК-робота на поверхні були розставлені шість флуоресцентних молекул-міток. Спостереження за тим, що відбувається показали, що роботу знадобилося 24 години для того, щоб досліджувати всю поверхню, а при зіткненні з молекулами-мітками ДНК-робот піднімав її за допомогою своїх “рук” і ніс їх як “сяючий факел” до того моменту, поки йому не зустрічалася чергова мітка. Даний процес дуже повільний, але дослідники стверджують, що на нього витрачається дуже мала кількість хімічної енергії. Все це може бути прискорене за рахунок використання деяких додаткових молекул, які є свого роду допінгом для нанороботів, і збільшення кількості активних нанороботів.

Дані дослідження дають людям в руки основні принципи створення, програмування і використання ДНК-нанороботів, які можуть бути використані в різних областях. Наприклад, група таких нанороботів може синтезувати молекули певного лікарського препарату прямо на місці його застосування. Або ж такі нанороботи зможуть стати “робочими” штучної молекулярної фабрики, продукцією якої є складні молекули, синтез яких традиційним шляхом дуже складний або просто неможливий.