Pirmo reizi, mikroskopiski roboti, kas izgatavoti no DNS molekulas var staigāt, sekot instrukcijām un strādāt kopā, lai samontētu vienkāršus produktus vienā atomu mēroga montāžas līnijas, atdarinot mašīnas pēc dzīvo šūnu, divi neatkarīgi pētījumi komandas paziņoja trešdiena.

Šos eksperimentālos ierīces, kas ir aprakstīti žurnālā Nature, ir progress DNS nanotehnoloģijām, kurā bioengineers izmantojat molekulas ģenētiskā koda kā riekstus, bultskrūves, sijas un citi celtniecības materiāli, ar atzīmi mēra miljardās metra. Pūles, kas apvieno sintētisku ķīmiju, enzymology, strukturālu nanotehnoloģiju un datorzinātnē, ņem priekšrocība no unikālās fiziskās īpašības DNS molekulu apkopot formas atbilstoši prognozējamu ķīmisko noteikumiem.

Līdz šim šādi eksperimenti jau devuši molekulāros jaunumus, no smiley saskaras tik mazs, ka miljardu var ietilpt tējkaroti uz molekulu lieluma kastes ar vāku, ko iespējams atvērt, aizvērt un aizslēgt ar DNS atslēgu.

Šīs jaunās būvniecības projekti celt pētniekus solis tuvāk uz laiku, kad, vismaz teorētiski, zinātnieki varētu būt iespēja veidot mēģenē fabrikas, kannu paškomplektējošas datorus, reti tie ķīmiskie savienojumi vai autonomus medicīnas roboti spēj kruīza cilvēka asinsritē .

Vienā no projektiem, vadošo pētniecības grupa, kas at New York University uzbūvēja prototipu molekulu rūpnīcā, kurā mobilo sakaru DNS roboti samontēto zelta daļiņas astoņos dažādos veidos, atbildot uz ķīmisko komandām. 2. komanda, ko vada bioķīmiķis Kolumbijas universitātē, programmē DNS robotu, kas varētu sākt, pārtraukt, pagrieziena un pārvietoties.

"Šeit mēs varam redzēt dažus glimmers lietas, kas nāk," sacīja Hārvarda universitātes biophysicist William sħiħ, kurš nav iesaistīts projektos. "Tas ir aizraujošs."

DNS darbs ir neliela daļa no gandrīz $ 9000000000 pētniecības un izstrādes centienus pasaules mērogā, saskaņā ar privāto projektu par jaunām nanotehnoloģiju, kas dziesmas vides un veselības problēmas, ko rada jaunās tehnoloģijas. Līdz šim, jauni nanomateriāli, materiāli ir iekļauti simtiem elektroniskās, kosmētikas, automobiļu un medicīnas produktiem, ko 485 uzņēmumi 24 valstīs. Bet neviens iesaistīt šos eksotiskos cilvēka izraisītas DNS objektus.

Gan pētniecības grupas tinkered ar darinājumiem sauc DNS staigulīši-mobilo DNS molekulas, aptuveni 100,000 reizes mazāks par diametru uz cilvēku matiem, kas ir trīs vai vairāk kājas izgatavotas no virknes ģenētisko fermentiem. Katras kājas kustas uz priekšu, balstoties uz tās ķīmiskā piesaisti sekvenci Biochemicals noteikti, piemēram, pakāpieni, tā priekšā.

Šie roboti ir tik mazs, ka pētnieki ieprogrammēt savu rīcību, ko kodē komandas pasauli ap viņiem. Viņi seko ķīmisko cues ieprogrammēto zemes, uz kuras tie staigāt.

Pirmajā projektā, zinātnieku vada bioķīmiķis Milānas Stojanovic pie Kolumbijas komanda izveidojusi molekulāro robotu, kas pārvietots uz savu pa sliedēm ķīmisko instrukcijām, DNS līdzvērtīgi ar perforētu papīra lenti izmanto, lai kontrolētu automatizētas darbgaldiem.

Kad ieprogrammēts, robots nav nepieciešama nekāda papildu cilvēka iejaukšanās, pētnieki ziņoja. Tas varētu kļūt, ir jākustas taisnā līnijā vai sekot sarežģītu līkni un tad apstāties, visi būtībā pēc savas iniciatīvas. Viņi dokumentējusi savu progresu ar atomspēku mikroskopu, jo tas gāja pa ceļu 100 nanometri garš, apmēram 30 reizes plašāka nekā iepriekšējo DNS staiguļi varētu pārvaldīt.

"Nākotnē varētu tikt izmantots kā molekulas mašīnu, kas varētu saistīt pie šūnu virsmas, varbūt kravu pārvadāšanai un atbrīvot kaut ko," teica bioķīmiķis Hao Yan pie Biodesign institūta Arizona State University, viens no 12 pētnieku četrās universitātēs iesaistīta projektā.

At New York University, zinātnieki vada ķīmiķis Nadrian Seeman bija, ka ideja soli tālāk. Viņi kopā ar programmējamu DNS ierakstu un mobilo robotu staiguļi ar kopumu neatkarīgi kontrolēti molekulāro iekrāvēju, kas var sniegt detaļas par komandas squad. Rezultāts bija funkcionējoša nano-rūpnīca, pētnieki ziņoja.

"Rūpnieciskai montāžai līnija ietver fabriku darbinieku un konveijeru sistēmu," teica Dr Seeman. "Mēs esam atdarināt katru no šīm iezīmēm, izmantojot DNS sastāvdaļas."

Izraisot dažādas DNS sekvences, pētnieki varēja piespriest līdz pat astoņiem dažādās kombinācijās savā eksperimentālā produktu līniju.

"Tas ir ļoti nozīmīgs," teica Kalifornijas Tehnoloģiju institūts bioinženieris Paul Rothemund, kas nebija iesaistīts nevienā projektā. "Tas ir tāda veida lieta, kas notiek dzīvas šūnas visu laiku."

Bioķīmiķis Lloyd Smith Viskonsīnas Universitātes Madison brīdināja, ka tas varētu būt desmit gadus vai vairāk, pirms DNS nanotehnoloģijas ļauj noderīgas lietojumprogrammas.

"Tas ir lauks, lai noskatītos," Dr Smith teica. "Taču tas joprojām fundamentāliem pētījumiem, lai uzzinātu, kas spēja cilvēce ir padarīt molekulas, kas var darīt to solīšanu."

Ja jums patīk šo ziņu, Abonēt RSS Feed un saņemt jaunākās ziņas, ja tie ir pieejami. Paldies!