Исследователи из университетов Нью-Йорка и Нинбо, Китай, говорят, что они создали крошечных роботов, построенных из ДНК, которые могут воспроизводить самих себя.
Исследователи из университетов Нью-Йорка и Нинбо, Китай, говорят, что они создали крошечных роботов, построенных из ДНК, которые могут воспроизводить самих себя.
Такие нанороботы могли бы однажды начать поиск и уничтожение раковых клеток в кровотоке человека без необходимости хирургического вмешательства или собирать токсичные отходы из океана.
Крошечный механизм настолько мал, что 1000 из них могли бы поместиться на листе бумаги.
«Наноразмерные промышленные роботы обладают потенциалом в качестве производственных платформ и способны автоматически выполнять повторяющиеся задачи по обработке и производству наноматериалов с постоянной точностью», — сказал Фэн Чжоу, ведущий исследователь проекта и сотрудник физического факультета Нью-Йоркского университета и Китайской академии наук.
Чжоу сказал, что механизмы шириной 100 нанометров манипулируют различными частями нитей ДНК и должным образом выравнивают их, чтобы их можно было «сварить» вместе, а затем перейти к следующему шагу. Они разработали новый способ сворачивания ДНК в трех измерениях, который обеспечивает неограниченную саморепликацию.
Предыдущие исследования в области ДНК-робототехники ограничивались 2D конструированием.
«Наше внедрение многоосевого точного сгибания и позиционирования в качестве инструмента/технологии для нанопроизводства откроет двери для более сложных и полезных нано- и микроустройств», — сказал Чжоу.
В интервью NewScientist Эндрю Сурман, профессор химии, специализирующийся на наноматериалах, сказал: «Собирать такого рода вещи сложно… То, как они складываются, как в синтетических продуктах, которые мы производим, так и в биомолекулах, действительно важно. Когда вещи сложены неправильно, они не работают».
Чжоу сказал, что работа его команды основана на четырех десятилетиях достижений в области нанотехнологий ДНК. Он отметил множество инновационных изобретений, включая машины, ферменты, саморепликаторы, компьютеры и «ходунки» с нуклеиновыми кислотами — приложения, включающие наномедицину, диагностическое зондирование биологических образцов и нанороботику.
«Наша демонстрация предвещает появление наномашин и роботов, программируемых и управляемых светом и теплом для наноразмерного производства наноразмерных биосовместимых структур и устройств», — сказал он.
Ричард Хэнди из Плимутского университета, Англия, который не участвовал в исследовании, заметил: «Это был бы способ добавления фермента или белка в клетку без необходимости в ДНК в клетке для его производства. У вас есть люди с генетическими недостатками, при которых они не способны вырабатывать фермент, так что это может быть терапия, которая позволит создать фермент в ткани для них. Если у вас много людей с сахарным диабетом 2 типа и проблемами с секрецией инсулина, возможно, вы сможете получить один из этих каркасов ДНК для производства инсулина».
Научная фантастика занималась разработкой нанотехнологических устройств, иногда в апокалиптических рассказах.
Э. Эрик Дрекслер, пионер исследований в области нанотехнологий, представил кошмарный сценарий в своей книге 1986 года «Двигатели творения».
«Представьте себе такой репликатор, плавающий в бутылке с химикатами и делающий копии самого себя», — сказал он. «Первый репликатор собирает копию за тысячу секунд, затем два репликатора собирают еще две в течение следующей тысячи секунд, четыре собирают еще четыре, а восемь собирают еще восемь. По истечении десяти часов будет не тридцать шесть новых репликаторов, а более 68 миллиардов. Менее чем за сутки они будут весить тонну; менее чем за два дня они перевесят Землю.»
Он ввел ныне известный термин «серая слизь», который относится к катастрофическому размножению нанороботов, которые в конечном итоге потребляют всю биомассу.
Доклад Чжоу «На пути к промышленным нанороботам с трехмерной ДНК» опубликован в журнале Science Robotics. — appears
More information: Feng Zhou et al, Toward three-dimensional DNA industrial nanorobots, Science Robotics (2023). DOI: 10.1126/scirobotics.adf1274
Journal information: Science Robotics