ДНК-наноботы доставляют лекарства в теле тараканов
По сути, это компьютеры, которые можно внедрить в тело тараканов. Наноразмерные объекты, состоящие из ДНК и осуществляющие те же логические операции, что и компьютеры на основе кремния, помещаются в живое существо. ДНК-компьютеры, известные как роботы-оригами, поскольку суть их работы заключается в скручивании и раскручивании цепей ДНК, движутся по телу насекомого, вступая во взаимодействие друг с другом и с клетками тараканов. Раскручивание ДНК приводит к высвобождению лекарства.
«Потенциально ДНК-роботы способны транспортировать сложные лекарственные препараты, с помощью которых в будущем можно будет чрезвычайно эффективно диагностировать или лечить различные болезни», - говорит Дэниел Левнер (Daniel Levner), биоинженер из Института Висса Гарвардского университета.
Левнер и его коллеги из Университета Бар Ллан (Израиль) создали нанороботов, используя связующие свойства ДНК. При взаимодействии с определенным протеином ДНК раскручивается в две комплементарные цепи. С учетом специфичных последовательностей цепи могут раскручиваться при взаимодействии с определенными молекулами, к примеру, с зараженными клетками. Когда молекула раскручивается, объекты, находящиеся между скрученными цепями, выбрасываются вовне.
Из жизни насекомых
На данном этапе команда уже успела опробовать множество нанороботов в теле тараканов. Поскольку наноботы отмечены флуоресцентными маркерами, исследователи могут следить за их движением и анализировать, как различные сочетания роботов влияют на место доставки веществ. Команда утверждает, что точность доставки и контроля наноботов соответствует компьютерной системе.
«Впервые биологические средства лечения смогли сравняться с показателями компьютерного процессора», - говорит соавтор исследования Идо Бачелет (Ido Bachelet) из Института нанотехнологии и продвинутых материалов Университета Бар Ллан.
«В отличие от электронных устройств, которые больше подходят нашим часам, машинам или телефонам, этих роботов можно использовать в живых существах, таких как тараканы, - говорит Анхель Гоньи Морено из Мадридского национального центра биотехнологии (Испания). – Это позволяет использовать их в области медицины и экологии».
ДНК уже используется для хранения большого объема информации, в цепях усиления химических сигналов, однако такие примеры кажутся устаревшими по сравнению с той пользой, которую могут принести роботы-оригами.
Компьютеры и тараканы
По сравнению с предыдущими экспериментами в исследовании было задействовано больше наноботов, что, по словам Бачелет, многообещающе.
«Чем больше используется роботов, тем сложнее решения и действия, которых можно добиться. Если достигнуть границ возможного, можно осуществлять любые расчеты. В нашем случае мы перешагнули эти границы», - говорит Бачелет.
Команда утверждает, что можно будет увеличить вычислительные возможности в таракане до 8-битного компьютера, сопоставимого с Commodore 64 или Atari 800 из 1980-ых. Гоньи-Морено согласился с тем, что это возможно.
«Представляется, что показатели работы технологии легко улучшить, так что сложность вычислений вскоре станет выше», - подтверждает он.
Очевидным преимуществом этой технологии является возможность лечить рак, поскольку такое лечение предполагает индивидуальный клеточный подход, а современные средства не настолько специфичны. Подобные средства лечения могут преодолеть реакцию иммунитета, возникающую при попадании инородного объекта в тело. Бачелет уверен, что команда сможет повысить стабильность роботов таким образом, что они будут выживать в телах млекопитающих.
«Причин, почему не начать исследования лекарства на людях в течение 5 лет, просто не существует», - говорит Бачелет.
По материалам New Scientist.
С научной статьей можно ознакомиться здесь.
Иван Штепа nauka21vek.ru