Basel-forskere bygger gjenbrukbar nanorobot med DNA-«borrelås»

Forskere ved Universitetet i Basel i Sveits har utviklet en modulær nanorobot som bruker komplementære DNA-tråder for å autonomt klikke komponentene sine sammen, et design de sammenligner med en miniatyrmånerakett. Systemet, publisert i Advanced Functional Materials, reduserte kreftcellenes levedyktighet til 16 % i løpet av 72 timer i laboratorietester.sflorg+2

En todelt maskin

Nanoroboten består av en magnetisk fremdriftsmodul og en nyttelastkapsel koblet sammen av det teamet kaller et DNA-basert «molekylært borrelås»-system. Komplementære DNA-tråder på begge modulene sikrer at de selvmonterer på en programmerbar måte og forblir stabilt koblet.sflorg

Nyttelastkapselen huser fire polymervesikler i nanoskala som beskytter innkapslede enzymer. Molekyler kan komme inn gjennom porer, bli behandlet av enzymene, og produktene deres slippes ut i det omkringliggende miljøet. «Tidligere nanoroboter er ofte designet for kun én spesifikk oppgave,» sa professor Cornelia Palivan, som ledet forskningen. «Vårt modulære system kan derimot tilpasses ulike bruksområder.»sflorg

Dreper kreftceller i laboratoriet

Teamet testet systemet på HeLa-kreftceller. Utstyrt med dokking-biomolekyler akkumulerte nanorobotene seg på celleoverflater, og når de ble lastet med de nødvendige enzymene, produserte de lokalt en kreftmedisin. «Medisinen kan ha en konsentrert lokal effekt hvis vi bruker nanoroboten vår til å målrette den spesifikt mot kreftcellene,» sa Dr. Voichita Mihali, førsteforfatter av studien.sflorg

Fordi fremdriftsmodulen er magnetisk, kan nanorobotene hentes inn etter at de har fullført oppgaven. Forskerne demonstrerte at de kunne separere modulene, fylle på nyttelastkapslene og sette dem sammen igjen – en gjenbruksegenskap med potensiell verdi for industriell katalyse og miljøsanering.youtube+1

Bredere utsikter

Arbeidet ble utført innenfor det sveitsiske nasjonale kompetansesenteret for forskning på molekylær systemteknikk og det sveitsiske nanovitenskapsinstituttet, med samarbeidspartnere ved Heidelberg universitet. Selv om bruk i mennesker forblir et langsiktig mål, kan plattformen tilpasses ulike domener ved ganske enkelt å modifisere nyttelastkapselen – noe som posisjonerer den som et allsidig verktøy for målrettet medisin, katalyse og vannrensing.myscience+1