Биотехнологи научились создавать нано-"трансформеры" из нитей ДНК

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.
МОСКВА, 26 мар — 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.

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.

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.


Похожие новости
Самые известные парки «Лего» в мире (13 фото) 26 мая 2014 г.

Самые известные парки «Лего» в мире (13 фото)

Успех анимационной картины «Лего. Фильм» спровоцировал новую волну интереса к знаменитому датскому конструктору. Наверняка, у вашего ребенка он есть. А были ли вы в настоящем парке «Лего»? Самое время пробежаться по наиболее известным из них.«Леголенд»...

дальше...

Раскрыта многолетняя тайна ДНК 08 дек. 2019 г.

Раскрыта многолетняя тайна ДНК

Ученые Института живых систем Университета Эксетера в Великобритании раскрыли многолетнюю тайну ДНК, связанную с чтением генетической информации. Об этом сообщается в пресс-релизе на сайте Phys.org.Исследователи изучили механизм прекращения транскрипции...

дальше...

ДНК-наноботы управляют функциями живого организма 13 апр. 2014 г.

ДНК-наноботы управляют функциями живого организма

Ученые создали особый вид ДНК-наноботов, которые наделены такими функциональными возможностями, что при внедрении в живой организм способны превратить его в живой компьютер.Эти наноботы состоят из своеобразных молекул ДНК, которые вступают в контакт...

дальше...

#видео дня | Робот с «мозгами» смартфона против кубика Рубика 17 марта 2014 г.

#видео дня | Робот с «мозгами» смартфона против кубика Рубика

До недавнего времени мировой рекорд по самому быстрому складыванию кубика Рубика составлял 5,27 секунды. Осенью 2011 года его установил робот по кличке Cubestormer 2, собранный из конструктора Lego. На днях этот рекорд был побит его последователем, которому...

дальше...

Роботы будущего будут состоять из мягких кирпичиков типа Lego 11 авг. 2014 г.

Роботы будущего будут состоять из мягких кирпичиков типа Lego

Пластичные кирпичики, которые соединяются по принципу Lego, могут привести к появлению новых, более продвинутых роботов. Американские инженеры разработали строительные блоки Click-e-Bricks, которые могут самостоятельно менять свою форму, а затем возвращаться...

дальше...

Ученые из Гарварда создали робота-оригами 09 авг. 2014 г.

Ученые из Гарварда создали робота-оригами

Американские ученые из университета в Гарварде разработали робота, способного без посторонней помощи трансформироваться из плоского состояния в объемную форму. В движении киборг напоминает краба, который также передвигается на четырех клешнях.Что бы собрать...

дальше...

На Большом адронном коллайдере нашли новую частицу 02 июля 2020 г.

На Большом адронном коллайдере нашли новую частицу

В ЦЕРН впервые обнаружили экзотическую частицу, состоящую из четырех очарованных кварков. Об открытии сообщается в статье, опубликованной в репозитории препринтов arXiv.org.Команда ученых воспользовалась новым методом поиска аномалий, которые в физике...

дальше...

Ученые при помощи лазера смогли наблюдать за сверхбыстрыми изменениями в молекулах 13 янв. 2018 г.

Ученые при помощи лазера смогли наблюдать за сверхбыстрыми изменениями в молекулах

Интернациональный коллектив физиков смог увидеть процесс распада молекулы оксида азота при столкновении с фотоном и дальнейшим восстановлением молекулы, которое заняло всего пару аттосекунд (10-18). Ученые использовали для эксперимента метод туннельной...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 18 апр. 2021 г.