Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Наноробот, который гуляет сам по себе

ДНК-ходока научили двигаться самостоятельно

Евгений Анохин, N+1 

Группа ученых из института клеточной и молекулярной биологии из Техасского университета в Остине разработала наноразмерную «машину», способную двигаться в любом направлении по неровной поверхности. Она представляет собой единую молекулу ДНК с торсом и двумя «ногами», переставляя которые молекула движется. Результаты работы опубликованы в Nature Nanotechnology (Jung et al., A stochastic DNA walker that traverses a microparticle surface).

Представленные ранее молекулы подобного рода способны ходить только в заданном направлении по одной прямой или в плоскости. Новый «ходок» в состоянии двигаться 36 шагов подряд по неоднородной поверхности микронных частиц, покрытых ДНК, незапрограммировано, самостоятельно принимая решение, куда переставить «ногу».

В отличие от обычных молекулярных моторных белков, которые способны двигаться по поверхности, изменяя ее структуру (например, кинезин движется по микротрубочкам за счет энергии гидролиза АТФ), представленные «ходоки» используют для передвижения гибридизацию и не изменяют ковалентно субстрат. 

Схема движения моторного белка кинезина, способного двигаться по микротрубочке.
Изображение: Wikimedia Commons

Шпилечная структура – вторичная структура в молекуле нуклеиновой кислоты, в которой комплементарные инвертированные нуклеотидные последовательности, расположенные в пределах одной и той же цепи, соединяются, образуя двухцепочечный «стебель», а нуклеотиды, расположенные между областями спаривания образуют неспаренную одноцепочечную петлю.

«Ходок» представляет собой две одноцепочечные нити ДНК, объединенные в одну структуру. Эти нити способные взаимодействовать с олигонуклеотидом H1, расположенным на поверхности микрочастицы, открывая шпилечную структуру. Две новообразованные одноцепочечные ДНК в H1 могут гибридизоваться с нуклеотидом H2, формируя трехчастичный комплекс катализатор-H1-H2. По мере перемещения прядей комплекс перестраивается в наиболее термодинамически выгодный дуплекс H1-H2, высвобождая катализатор. Таким образом, молекула «ходока» осуществляет движение по поверхности микрочастицы.


Рисунок из пресс-релиза The University of Texas at Austin
Researchers Build Nanoscale Autonomous Walking Machine from DNA – ВМ

Молекулы ДНК представляют собой как бы нанокомпьютеры, с помощью самостоятельных «расчетов» принимающие решение о направлении движения. По словам авторов, подобные «ходоки» могут иметь применение в аналитике и диагностике заболеваний.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
03.11.2015

Читать статьи по темам:

биомолекулы нанотехнологии Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Белки стали компонентами «сухих» электрических схем

Для создания белково-графитных электрических схем ученым пришлось изобретать не только метод синтеза фотогальванических белков, способных функционировать на воздухе, но и технологию измерения их электрических свойств.

читать

Обручальное кольцо – не простое украшенье. А ДНК-нанотехнологическое :)

Новобрачная по достоинству оценила обручальные кольца из ДНК диаметром 18 нанометров: жених и невеста работали в одной лаборатории.

читать

ДНК: детали наноконструктора

Можно выделить две существенные области использования ДНК в нанотехнологии: ДНК как структурный элемент для создания сложных конструкций и ДНК как функциональный элемент в наномашинах.

читать

Достижения ДНК-робототехники

Самые совершенные бионанороботы могут за 40 минут пройти по изготовленной из ДНК площадке целых 50 шагов (200 нм) и даже собирать по дороге наночастицы трёх сортов. Пока это всё еще игрушки…

читать

Гигантские ДНК-оригами

Все созданные до настоящего времени кристаллические структуры из ДНК были двумерными. Авторам новой работы удалось плоские треугольники в объемные структуры размером до 1 мм.

читать