DNK nanoroboti imaju sposobnost samoreplikacije i mogli bi da budu korisni u biotehnologiji, nanotehnologiji i medicini
Istraživači sa Univerziteta u Njujorku, Instituta za biomašinsko inženjerstvo Ningbo Cixi i Kineske akademije nauka objavili su rad u kojem se opisuju programabilni DNKnanoroboti koji imaju sposobnost da se neograničeno samorepliciraju.
Roboti su napravljeni od DNK i sposobni su da automatski izvršavaju ponavljajuće zadatke za proizvodnju nanomaterijala sa dosljednom preciznošću i tačnošću, kao i da autonomno repliciraju njihovu 3D strukturu i funkcije.
„Mi demonstriramo DNK nanorobot koji gradi trodimenzionalnu optički aktivnu hiralnu strukturu od optički neaktivnih delova. Koristeći spoljašnju kontrolisanu temperaturu i UV svjetlost, naš programabilni robot veličine ~100 nanometara preuzima različite delove, položaje i poravnava ih tako da može se spojiti, oslobađa konstrukciju i vraća se u prvobitnu konfiguraciju spremna za sledeću operaciju. Robot takođe može samostalno da replicira svoju 3D strukturu i funkcije, prevazilazeći šablone ograničene na dvije dimenzije, korišćenjem preklapanja za pristup trećoj dimenziji i višestrukim stepenima slobode. Naše uvođenje višeosnog preciznog savijanja i pozicioniranja kao alata/tehnologije za nanofabrikaciju otvoriće vrata složenijim i korisnijim nano i mikro-uređajima“, navode istraživači u svom naučnom radu.
DNK nanostrukture mogu izvesti neke od složenih robotskih procesa proizvodnje za proizvodnju i samoreplikaciju. Izgradnja stvari i rad sa nanorobotima bio je glavni tehnički i naučni cilj. To je učinjeno i objavljeno u recenziranom časopisu Science Robotics.
Hibridizacija DNK
Kretanje podkomponenti u ovom DNK robotskom sistemu kontroliše se hibridizacijom DNK na ivicama (epitaksijalna hibridizacija) i na bočnim stranama (preklapanje). Sam nanorobot je trimer konstrukcija od tri pričvršćena DNK lista funkcionalizovana sa DNK ljepljivim krajevima na njihovim ivicama ili stranama. Početni materijal je skup DNK funkcionalizovanih ploča. Koji ljepljivi krajevi će se hibridizovati zavisi od temperature. Hibridizacija lepljivih krajeva može pomjeriti sastavljene listove sirovine u različite geometrije da bi se napravile različite strukture.
Uzimajući u obzir da postoje tri pokretne ose između ploča robotskog trimera za promjenu oblika i tri pokretne ose na ivicama ploča za promjenu geometrije ploča proizvoda, trenutni DNK robotski sistem može da se kreće duž šest osa.
Druga operacija koju robot može da izvede je spajanje, „zavarivanje“, koje se ovde postiže primjenom UV svjetla. UV svjetlost izaziva reakciju cikloadicije koja kovalentno umrežava ljepljive krajeve prethodno hibridizovane DNK. Pošto se temperatura i svjetlost mogu programirati nezavisno, proizvedena struktura je određena programiranim redosljedom promjena temperature i svjetlosti.
Operacije nanorobota: definisane su specifičnim sekvencama. Hibridizacija ljepljivog kraja DNK je i metod vezivanja i selekcije u ovom sistemu. Nizovi lepljivih krajeva na nanorobotu i na pločama određuju koje komponente će se pričvrstiti ili odvojiti,
ili biti trajno vezani izlaganjem UV zračenju. S obzirom na specifičan skup ljepljivih krajnjih sekvenci, nanorobot i njegova sirovina mogu proizvesti specifičan skup različitih konstrukcija u zavisnosti od programiranja.
Naučnici vjeruju da će njihova tehnologija biti korisna u proizvodnji lijekova, enzima i drugih hemikalija, potencijalno unutar ćelija tijela. To znači da bismo u bliskoj budućnosti, umjesto da uzimamo lijekove, mogli da „popijemo” nanobota koji će proizvoditi lijek unutar naših organa, krvotoka i drugih struktura.
(IT mixer)
