Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin
  • БиоМолТекст17

Создан «робот-амеба» под управлением ДНК

Олег Лищук, N+1

Японские ученые разработали амебообразного микроробота, состоящего только из биомолекул и способного управляемо передвигаться. Отчет о работе опубликован в журнале Science Robotics (Sato et al., Micrometer-sized molecular robot changes its shape in response to signal molecules).

molecular-robot1.gif
Робот с выступающими под мембраной микротрубочками
(здесь и ниже рисунки из статьи в Science Robotics)

К настоящему времени разработано множество технологий создания микро- и нанороботов, которые могут передвигаться в различных средах, в том числе живых организмах, под управлением магнитных, химических, ультразвуковых и других сигналов. Среди них есть и молекулярные роботы, сконструированные из биологических соединений, однако снабдить их приемлемой управляемостью до сих пор не удавалось.

Чтобы решить эту задачу, сотрудники Университета Тохоку и Японского перспективного научно-технологического института взяли за основу липосому – заполненную жидкостью сферу из двойного липидного слоя, аналогичного клеточным мембранам. В ней расположен «скелет» из микротрубочек, а также «мотор» в виде молекул кинезина, которые могут «шагать» по микротрубочкам за счет энергии аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ).

Молекулы кинезина связаны с синтетической одноцепочечной ДНК, которая служит «ключом». На внутренней стороне мембраны расположены «якоря», также состоящие из одноцепочечной ДНК и закрепленные в липидном слое молекулами холестерина. В жидкой среде липосомы находятся светочувствительные последовательности ДНК, которые под действием излучения определенной частоты связываются с «ключами» и «якорями», соединяя их друг с другом с образованием двухцепочечной ДНК.

molecular-robot2.jpg
Принцип действия робота

Когда «моторы» фиксируются «якорями» к мембране, они начинают «шагать» по микротрубочкам, изменяя форму липосомы и обеспечивая ей амебообразное движение. При отсутствии сигнала или исчерпании запасов АТФ кинезиновые «моторы» открепляются от мембраны и скапливаются около микротрубочек, вследствие чего молекулярный робот возвращается в сферическую форму и прекращает движение.

Разработка представляет собой платформу, которую можно снабдить заданными функциями, добавив в липосому датчики, резервуары с лекарством или другие компоненты. Один из авторов Синъитиро Номура (Shin-ichiro Nomura) выразил надежду, что на ее основе удастся создать нанороботов, способных функционировать внутри живой клетки.

Среди других интересных разработок в области наноробототехники можно привести примеры устройств, которые движутся за счет ферментов, света и магнитных жгутиков. Отдельного упоминания заслуживают израильские нанороботы из ДНК-оригами, которые способны выделять определенную дозу препарата под контролем мысли.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 13.03.2017


Читать статьи по темам:

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

Читать также:

Живая наноэлектроника

Бионаноэлектронный транзистор пригодится в биологических исследованиях, в построении медицинских биоэлектронных имплантатов и диагностических систем, а может быть – в вычислительных машинах будущего.

читать

Робореакторы

По мнению биолога Эндрю Карра и его коллег, конструкция биореактора должна повторять анатомию человеческого тела – тех его частей, для которых выращиваются ткани.

читать

Диод из фибробластов и кардиомиоцитов

Такие диоды, проводящие электрический сигнал только в одном направлении, смогут использоваться для контроля работы биосенсоров, создания «органов-на-чипе» и лечения нарушений работы мышц.

читать

Биоробот с открытым кодом

Ученые из Иллинойса опубликовали протокол создания микроскопических биороботов, которые движутся за счет сокращений модифицированных мышечных клеток.

читать

Экономия для пешеходов

Эластичный экзоскелет, использование которого снижает расход энергии при ходьбе на 23%, будет полезен пожилым людям и солдатам при маршах с полной выкладкой.

читать

Биофабрики в искусственных листьях

Создание «искусственных листьев» – это попытка воспроизвести природный процесс фотосинтеза, в ходе которого растение создает питательные вещества, используя энергию солнечного света.

читать