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

Самособирающиеся нанороботы-трансформеры

Биотехнологи научились создавать нано-«трансформеры» из нитей ДНК

РИА Новости

Международный коллектив ученых создал методику, которая позволяет создавать нано-машины из коротких молекул ДНК, способных самостоятельно пересобираться и менять свою структуру, что позволит инженерам собирать сложных и многофункциональных роботов из уже готовых деталей, говорится в статье, опубликованной в журнале Science (Gerling et al., Dynamic DNA devices and assemblies formed by shape-complementary, non–base pairing 3D components – ВМ).

Сегодня в большинстве опытов с наномашинами на базе ДНК используется особый класс методов их сборки, которые в научном сообществе известны под собирательным названием «ДНК-оригами». В этой методике основой для любых деталей биомашин служит длинная одинарная цепочка ДНК, которая сплетается в нужный трехмерный предмет при помощи коротких «шпилек» из нескольких нуклеотидов – кирпичиков ДНК.

Как отмечает Хендрик Дитц (Hendrik Dietz) из Технического университета Мюнхена (Германия), подобные наноконструкции весьма ограничены в своем применении и их форму и функцию можно задать лишь один раз при первоначальной сборке.

Проблема, по его словам, заключается в самой технологии сборки – для соединения деталей «оригами» и сплетения одиночной цепочки ДНК используются прочные химические связи между самими нуклеотидами, которые крайне сложно разорвать. Дитц и его коллеги нашли решение этой проблеме, используя те же принципы, который живые клетки используют при сборке и работе сложных белковых молекул и при транспортировке нуклеотидов к месту сборки цепочек ДНК.

Они начали использовать в качестве базовых элементов не нуклеотиды или «шпильки» из них, а готовые блоки, своеобразные «кубики лего» из молекул ДНК. Подобные блоки могут соединяться с другими «кубиками» при определенных условиях и формировать произвольные трехмерные структуры, а затем распадаться на части при изменении температуры, химического состава среды или других параметров.


Внизу – микрофотографии «нанотрансформеров», вверху – их схематические изображения.
Рисунок H. Dietz из пресс-релиза Technische Universitat Munchen
Arm-waving nanorobot signals new flexibility in DNA origami – ВМ.

Как и в случае с настоящими «кубиками лего», эти строительные блоки можно запрограммировать так, что их можно будет собрать только определенным образом. Это позволяет собирать из них сложных, крайне подвижных и многофункциональных нано-роботов, способных самособираться после прибытия к месту работы в виде «супа» из ДНК-частиц, а затем разбираться на части, когда в них нет необходимости.

Для демонстрации работоспособности этой технологии Дитц и его коллеги собрали несколько «трансформеров», способных работать в качестве двигателей, рук-манипуляторов и других инструментов. Их работой можно управлять, меняя концентрацией ионов в растворе, что заставляет их или включаться, или выключаться. В свою очередь, повышение температуры заставляет таких «трансформеров» менять форму и пересобираться, одновременно служа источником энергий для таких преобразований.

Однако главным плюсом этой технологии является ее простота для инженеров – подобных роботов можно собирать, по словам Дитца, прямо на компьютере, используя специальный язык программирования, подобный машинному языку процессора. Как надеются ученые, эта гибкость и удобство помогут вывести технологию ДНК-роботов на практический уровень.

Интересно, получится ли у них собрать наноробота,
которого нарисовал C. Hohmann для вышеупомянутого пресс-релиза? – ВМ.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
27.03.2015

Читать статьи по темам:

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

Читать также:

Цитоботы – бактерии-киборги

Американские биотехнологи превратили бактерию в своеобразное подобие киборга, которое они назвали нано-электронным робо-устройством и «цитоботом» и научили работать в качестве сверхчувствительного датчика влажности.

читать

NanoScript решил проблему безопасной дифференцировки стволовых клеток

Новый наноматериал NanoScript является первым функциональным аналогом факторов транскрипции, эффективно взаимодействующим с ДНК и пригодным для работы со стволовыми клетками.

читать

Сложные структуры из стандартных блоков ДНК

Ученые разработали технологию постройки больших объемных наноструктур из ДНК-кирпичиков, подобных блокам конструктора «Лего».

читать

Усовершенствованный мини-секвенатор MinION

После двухлетней доработки прибора его точность и скорость существенно повысили. Новый MinION станет не просто очередным, а самым миниатюрным и точным среди всех подобных устройств.

читать

Секвенирование ДНК: дисульфид молибдена вместо графена

Ученые Университета штата Иллинойс в Урбана-Шампейн установили, что дисульфид молибдена может сделать секвенирование ДНК с помощью нанопор точнее, быстрее и дешевле, чем это делает любой другой из доступных на сегодня материалов.

читать