Roboty w fabryce molekuł

Naukowcy nauczyli się programować „cegiełki życia” w łańcuchach DNA i wykorzystywać je do produkcji nowych materiałów – oczywiście w mikroskopijnej skali. Wyniki eksperymentów przyczynią się do powstania nowej generacji aktywnych leków przeciw wirusom i nowotworom oraz do przetwarzania odpadów.

Grupa chemików z Uniwersytetu Nowojorskiego i chińskiego Uniwersytetu Nankin pod kierunkiem Nadriana Seemana opisuje w dzisiejszym „Nature” eksperymenty z nanorobotami DNA. Badacze zbudowali „linię montażową”, w której zaprogramowane cząsteczki DNA nie tylko wyposażone były w „nogi” pozwalające im kroczyć, ale także w „ręce”, które pozwalały unieść „towar”.

[srodtytul]Linia montażowa[/srodtytul]

Inżynierowie opracowali trzy mechanizmy, każdy z nich przystosowany do przenoszenia zupełnie innego materiału. Wykorzystując te właściwości, naukowcy stworzyli „fabrykę” zdolną do wytwarzania ośmiu nowych „produktów”.

[wyimek]100 nm (miliardowych części metra) przewędrowały roboty z DNA [/wyimek]

„Użycie całych systemów nanomaszyn, nie tylko poszczególnych molekuł, to kamień milowy w rozwoju nanotechnologii DNA” – pisze w komentarzu w „Nature” Lloyd Smith.

– Mamy tu prawdziwą linię montażu przemysłowego z robotnikami i taśmociągami – podkreśla Nadrian Seeman, profesor chemii na Uniwersytecie Nowojorskim. – Połączyliśmy wszystkie te elementy, używając wyłącznie DNA.

[srodtytul]Pająk z łańcuchów [/srodtytul]

Zespół Seemana wykorzystał zdolność łańcuchów DNA do przyjmowania różnych struktur przestrzennych, których szkielet tworzą krótkie nici DNA. Naukowcy potrafią ten proces kontrolować, uzyskując pożądane kształty. Efekt swej pracy nazywają origami DNA. Na potrzeby eksperymentu stworzyli kwadrat o wymiarach 100 na 100 nanometrów (miliardowych części metra) i grubości 2 nanometrów.

Origami służy naukowcom jako szkielet „linii produkcyjnej”. Drugim elementem wykorzystanym są trzy „kasety” w strukturze DNA, które potrafią działać jak urządzenie do załadunku i wyładunku towarów. Jako „towar” w eksperymencie posłużyły naukowcom cząsteczki złota o wielkości od 5 do 10 nanometrów. Trzeci element użyty przez badaczy to „chodzik” wędrujący po linii produkcyjnej. Jego rolę można porównać do roli samochodowego podwozia pozwalającego poruszać się po drodze. Wędrujące DNA – cząsteczki z „nogami” – potrafią przemieszczać się na powierzchni linii produkcyjnej.

– Kluczowym elementem linii produkcyjnej jest programowalność mechanizmu DNA przekazywania ładunku, które pozwala otrzymać różne produkty – powiedział Seeman.