Baselin tutkijat rakensivat uudelleenkäytettävän nanorobotin DNA-tarranauhalla

Baselin yliopiston tutkijat Sveitsissä ovat kehittäneet modulaarisen nanorobotin, joka käyttää komplementaarisia DNA-säikeitä komponenttiensa autonomiseen yhdistämiseen. Suunnittelua he vertaavat pienoiskokoiseen kuurakettiin. Advanced Functional Materials -lehdessä julkaistu järjestelmä vähensi syöpäsolujen elinkelpoisuuden 16 prosenttiin 72 tunnissa laboratoriokokeissa.sflorg+2

Kaksiosainen kone

Nanorobotti koostuu magneettisesta propulsiomoduulista ja hyötykuormakapselista, jotka on yhdistetty tiimin "molekyylitarranauhaksi" kutsumalla DNA-pohjaisella järjestelmällä. Molempien moduulien komplementaariset DNA-säikeet varmistavat, että ne kokoontuvat ohjelmoitavasti ja pysyvät vakaasti kytkettyinä.sflorg

Hyötykuormakapseli sisältää neljä nanokokoista polymeerivesikkeliä, jotka suojaavat kapseloituja entsyymejä. Molekyylit voivat päästä sisään huokosten kautta, entsyymit voivat käsitellä niitä, ja niiden tuotteet vapautuvat ympäröivään ympäristöön. "Aiemmat nanorobotit on usein suunniteltu vain yhtä tiettyä tehtävää varten", sanoi tutkimusta johtanut professori Cornelia Palivan. "Modulaarinen järjestelmämme taas voidaan mukauttaa eri sovelluksiin."sflorg

Syöpäsolujen tuhoaminen laboratoriossa

Tiimi testasi järjestelmää HeLa-syöpäsoluilla. Telakointibiomolekyyleillä varustetut nanorobotit kertyivät solujen pinnoille, ja kun ne ladattiin tarvittavilla entsyymeillä, ne tuottivat paikallisesti syöpälääkettä. "Lääkkeellä voi olla keskittynyt paikallinen vaikutus, jos käytämme nanorobottiamme kohdistamaan sen nimenomaan syöpäsoluihin", sanoi tutkimuksen pääkirjoittaja tohtori Voichita Mihali.sflorg

Koska propulsiomoduuli on magneettinen, nanorobotit voidaan noutaa tehtävän suorittamisen jälkeen. Tutkijat osoittivat, että he voivat erottaa moduulit, täyttää hyötykuormakapselit ja yhdistää ne uudelleen — uudelleenkäytettävyysominaisuus, jolla on potentiaalista arvoa teollisessa katalyysissä ja ympäristön puhdistamisessa.youtube+1

Laajemmat näkymät

Työ tehtiin Sveitsin molekyylijärjestelmien tekniikan kansallisen osaamiskeskuksen ja Sveitsin nanotieteiden instituutin puitteissa yhteistyössä Heidelbergin yliopiston kanssa. Vaikka käyttö ihmisillä on edelleen pitkän aikavälin tavoite, alusta voidaan mukauttaa eri aloille yksinkertaisesti muokkaamalla hyötykuormakapselia — mikä tekee siitä monipuolisen työkalun kohdennettuun lääketieteeseen, katalyysiin ja vedenpuhdistukseen.myscience+1