Науковці працюють над ДНК-роботами, чий рух можна контролювати за допомогою світла, магнітних полів і хімічних сигналів. У майбутньому вони можуть доставляти медикаменти безпосередньо до уражених клітин.
ДНК / © unsplash.com
ДНК-роботи в перспективі можуть стати засобом для точної доставки лікарських засобів, ідентифікації вірусів та створення пристроїв молекулярного масштабу. Проте, ця технологія наразі знаходиться на початкових стадіях розробки та поки що є переважно демонстрацією концепції.
Про це повідомило видання Science Daily.
Дослідники з Харбінського технологічного інституту працюють над трансформацією молекул ДНК у мініатюрні машини, здатні виконувати певні завдання. Для цього вони застосовують різноманітні методи конструювання, зокрема, створюють жорсткі та гнучкі елементи з ДНК, а також використовують принципи, запозичені з мистецтва орігамі. Поєднання цих підходів із класичними інженерними рішеннями дозволяє створювати наноструктури, які можуть багаторазово повторювати однакові дії.
Однією з ключових проблем залишається керування рухом таких систем у складних умовах на молекулярному рівні. Для вирішення цього завдання вчені використовують механізм зміщення ланцюга ДНК — процес, що дозволяє задавати напрямок руху за допомогою спеціально запрограмованих послідовностей. Робота таких наномашин також може регулюватися зовнішніми впливами, зокрема світлом, електричними або магнітними полями.
Науковці вважають, що ця технологія має потенціал не лише в лабораторних умовах. Зокрема, ДНК-роботи можуть допомагати в ідентифікації уражених клітин та цілеспрямованій доставці до них медикаментів. Окремо дослідники вивчають можливість застосування таких систем для захоплення вірусів, включно з SARS-CoV-2. У майбутньому вони можуть стати незалежними платформами для медикаментозної терапії.
Крім медицини, технологія може знайти своє застосування у сфері виробництва. Завдяки здатності розміщувати наночастинки з надзвичайно високою точністю, ДНК-роботи можуть бути використані як програмовані шаблони для створення нових матеріалів та пристроїв. На думку авторів дослідження, це відкриває додаткові можливості для розвитку молекулярних обчислень та сучасних оптичних технологій.
Водночас, розробка таких систем пов’язана з певними викликами. Одним із них є вплив броунівського руху, який ускладнює точне керування молекулярними механізмами. До того ж, більшість поточних конструкцій залишаються доволі простими та функціонують ізольовано одна від одної.
Для подальшого розвитку цієї галузі, як зазначають дослідники, необхідно глибше вивчити механічні характеристики ДНК-конструкцій, вдосконалити методи моделювання та створити стандартизовані набори ДНК-компонентів. Також перспективним напрямком вони вважають застосування штучного інтелекту під час проєктування нових систем, що може прискорити прогрес технології та розширити сфери її використання.
Нагадаємо, нове дослідження дозволило зазирнути в глибоке минуле та відстежити походження людських клітин крові.
Коментарі Сортувати: Нові Старі Популярні Надіслати