Prvýkrát môžu mikroskopické roboty vyrobené z molekúl DNA chodiť, postupujte podľa pokynov a spoločne pracovať na zostavení jednoduché produkty na atómovej meradle montážne linky, napodobňovanie stroje živých buniek, dva nezávislé výskumné tímy oznámil v stredu.

Táto experimentálne zariadenia, popísaná v časopise Nature, sú pokroky v DNA nanotechnológie, v ktorom bioengineers používajú molekuly genetického kódu ako orechy, skrutky, nosníkov a ďalších stavebných materiálov, na stupnici meranú v miliardtina metra. Úsilie, ktoré spája syntetické chémia, enzymologie, štrukturálne nanotechnológie a počítačové vedy, využíva jedinečných fyzikálnych vlastností molekúl DNA zostaviť tvary podľa predvídateľné chemických pravidiel.

Až doteraz sa tieto pokusy priniesol molekulárnej novinky od užívateľa čelí tak malý, že miliardy vojde v lyžičke na molekuly veľkosti škatule s vekom, ktoré je možné otvoriť, uzavreté a uzamknuté s DNA kľúča.

Tieto nové stavebné projekty prinášajú výskumníkom krok bližšie k dobe, kedy sa, aspoň teoreticky, môžu vedci schopní vytvoriť zo skúmavky továrne, ktoré chrlí vlastné montážnych počítača, vzácne chemické zlúčeniny alebo samostatné lekárske roboty schopné plavby do ľudského krvného obehu .

V jednom z projektov, priekopnícky výskumná skupina so sídlom v New York University postavili prototyp molekulárnej továrne, v ktorej mobilných robotov DNA zhromaždené čiastočky zlata v ôsmich rôznymi spôsobmi, v reakcii na chemické príkazy. Druhý tím, vedený biochemik na Kolumbijskej univerzite, naprogramovať DNA robota, ktorý by mohol spustiť, zastaviť, otočiť sa a pohybovať.

"Tu môžeme vidieť nejaké glimmers vecí, ktoré prídu," povedal Harvard University biofyzik William Shih, ktorý nebol zapojený do projektov. "Je to vzrušujúce."

DNA práce je malá časť z takmer 9 miliárd dolárov na výskum a vývoj, úsilie po celom svete, v závislosti na súkromný projekt na rozvíjajúcich sa nanotechnológií, ktorá sleduje životného prostredia a zdravia vyplývajúce z nových technológií. Doteraz nové nanomateriály boli začlenené do stovky elektronických, kozmetické, automobilové a zdravotnícke produkty vyrobené v 485 spoločnostiach v 24 krajinách. Ale nikto zapojiť tieto exotické umelá DNA objekty.

Obe výskumné skupiny vŕtal výtvory tzv DNA-chodci mobilný DNA molekuly, asi 100.000 krát menší než priemer ľudského vlasu, ktoré majú tri alebo viac ramenami z reťazca genetických enzýmov. Každá noha sa pohybuje dopredu na základe svojej chemickej príťažlivosti so sekvenciou Biochemicals stanovených ako odrazové mostíky, pred ňou.

Tieto roboty sú tak malé, že výskumníci naprogramovať ich akcie kódovaný podľa príkazov vo svete okolo nich. Prenasledujú chemické podnety naprogramované do podkladu, na ktorom chodí.

V prvom projekte, tím vedcov pod vedením Milana biochemist Stojanovic na Columbia postavil molekulárnej robota, ktorý sa presunul jeho vlastné pozdĺž trati chemických pokyny vedľajších DNA ekvivalentných z dierovaného dierne pásky slúži na ovládanie automatických obrábacích strojov.

Akonáhle naprogramovať, robot nutné žiadne ďalšie ľudské zásahy, výskumníci hlásené. Mohlo by to otočiť, pohybujú v priamej línii alebo nasledovať komplexné krivku a potom sa zastaví, to všetko v podstate z vlastného podnetu. Sú zdokumentované jeho priebeh s Atomic Force Microscope ako kráčal po ceste dlhej 100 nanometrov, asi 30 krát ďalej ako predtým DNA chodci môžu zvládnuť.

"V budúcnosti by to mohlo byť použité ako molekulárnej stroj, ktorý môže viazať na povrchu bunky, možno nesú nákladné a uvoľňovanie niečo," hovorí biochemik Hao Yan na Biodesign Institute na Arizonskej štátnej univerzity, jeden z 12 výskumných pracovníkov na vysokých školách štyri zapojených do projektu.

Na New York University, vedci na čele s lekárňou Nadrian Seeman sa, že nápad o krok ďalej. Tie v kombinácii s programovateľnou DNA trať a skupinku mobilných robotických chodcov so súborom nezávisle ovládaných molekulárnych vysokozdvižných vozíkov, ktorí môžu dodávať diely na povel. Výsledkom bola funkčná nano-Factory, výskumníci oznámili.

"Priemyselná montážna linka obsahuje továreň, pracovníkov a dopravníkový systém," povedal doktor Seeman. "My sme napodobnil každý z týchto prvkov pomocou DNA komponenty."

Sa spúšťa rôzne sekvencie DNA, by vedci objednať až osem rôznych kombináciách v ich experimentálne produktovej rady.

"Je to veľmi významný," povedal California Institute of Technology bioengineer Paul Rothemund, ktorý nebol zapojený do oboch projektu. "To je taká vec, čo sa deje v živých bunkách po celú dobu."

Biochemik Lloyd Smith z University of Wisconsin v Madisone varoval, že to môže byť desať rokov viac, než DNA nanotechnológie vedie k žiadnej užitočných aplikácií.

"To je oblasť, sledovať," povedal doktor povedal Smith. "Ale je to stále základný výskum, aby zistili, čo ľudstvo má schopnosť, aby sa molekuly, ktoré môžu robiť jeho príkazy."

Ak sa vám páči tento post, Prihlásiť sa k odberu RSS feed a získať najnovšie príspevky sú vždy k dispozícii. Vďaka!