Биотехнологи изобрели биоробота из ДНК

09.02.2012
Британские и японские ученые собрали микроскопический "мотор" из нескольких молекул ДНК, который может передвигаться в произвольном направлении, считывать новые инструкции и корректировать свой курс в соответствии с ними. За последнее десятилетие биотехнологи разработали множество миниатюрных био-устройств, повторяющих функции их искусственных аналогов. Так, существует уже несколько десятков ДНК-компьютеров, полноценное вычислительное устройство и дисплей из колоний кишечной палочки, пишет РИА Новости.

Хироси Сугияма из Киотского университета и его коллеги использовали короткие последовательности ДНК для создания устройства, которое можно считать первым ДНК-роботом. Он умеет передвигаться в пространстве согласно инструкциям, получаемым в режиме реального времени или считываемым из внутренней памяти.

Ученые объединили одноцепочечные короткие последовательности ДНК в единую длинную цепь, отдельный участок которой выделен под "память" устройства. Такой "мотор" предназначен для передвижения по дорожке из цепочки ДНК – к ней на равных промежутках прикреплены короткие "столбики", при помощи которых устройство прыгает от одного узла маршрута к другому.

На этой дорожке существуют и особые "стоп-узлы", которые блокируют дальнейший путь мотора. Для продолжения путешествия устройство должно связаться с узлом согласно одной из инструкций, закодированных в памяти изобретения Сугиямы и его коллег. Кроме того, блокировку пути можно снять вручную при помощи раствора молекул, идентичных инструкциям, записанным в памяти робота.

Память устройства или внешние молекулы соединяются с длинной молекулой ДНК на вершине стоп-узла, которая мешает движению мотора. Это превращает их в мишень для рестриктазы – специального фермента, "отрезающего" образовавшуюся двойную цепочку у ее основания и освобождающего путь для движения мотора.

Для проверки работы своего изобретения биотехнологи собрали около сотни тестовых дорожек с четырьмя конечными пунктами из нескольких десятков обычных узлов и шести "блокпостов". Каждый столбик и стоп-узел были помечены при помощи светящегося белка, который прекращал испускать свет в том случае, если к данному участку пути был прикреплен мотор. Оказалось, что роботы с заранее записанной программой достаточно успешно справлялись с заданием – около 65% моторов доехало до одной из конечных точек, и три четверти достигли запрограммированной цели за 200 минут эксперимента.

Биотехнологи полагают, что их методика может стать базой для создания более сложных структур, имеющих практическое значение – например, они могли бы селективно доставлять лекарства в определенные части организма или для ускорять реакции в бактериях-"биореакторах".

Источник: pronowosti.ru


Новости и события
Офисная бумага с антибактериальными свойствами
09.11.2020

В условиях коронавируса офисная бумага с антибактериальным покрытием становится способом передачи бактерий.

Россия вкладывается в искусственный интеллект
09.11.2020

Россия за три года потратит почти 16,5 млрд рублей на федеральный проект «Искусственный интеллект»

Повышение внутриклеточного уровня холестерина снижает вероятность заражения коронавирусом
28.10.2020

Выявлены гены человека, которые способствуют инфицированию SARS-CoV-2. Это указывает на потенциальные новые мишени для лечения COVID-19. В частности, лекарство, повышающее внутриклеточный уровень холестерина, снижает вероятность инфекции.