Внутри человеческого тела могут появиться ДНК-роботы: что они будут уметь

ДНК-роботы могут в будущем стать инструментом для точной доставки лекарств, обнаружения вирусов и создания устройств молекулярного масштаба. В то же время эта технология пока находится на ранних этапах развития и пока остается преимущественно демонстрацией концепции.

Об этом сообщило издание Science Daily.

Исследователи из Харбинского технологического института работают над тем, чтобы превратить молекулы ДНК в миниатюрные машины, способные выполнять конкретные задачи. Для этого они применяют различные методы конструирования, в частности создают жесткие и гибкие элементы из ДНК, а также используют принципы, заимствованные из искусства оригами. Сочетание этих подходов с классическими инженерными решениями позволяет создавать наноструктуры, которые могут многократно выполнять одинаковые действия.

Одной из главных проблем остается контроль движения таких систем в сложной среде на молекулярном уровне. Чтобы решить эту задачу, ученые используют механизм смещения цепи ДНК — процесс, который позволяет задавать направление движения с помощью специально запрограммированных последовательностей. Работу таких наномашин также можно регулировать внешними воздействиями, в частности светом, электрическими или магнитными полями.

Ученые считают, что эта технология имеет перспективы не только в лабораториях. В частности, ДНК-роботы могут помогать находить пораженные клетки и доставлять лекарства непосредственно к ним. Отдельно исследователи изучают возможность использования таких систем для захвата вирусов, в частности SARS-CoV-2. В будущем они могут стать самостоятельными платформами для доставки медикаментов.

Помимо медицины, технология может найти применение в производстве. Благодаря способности размещать наночастицы с чрезвычайно высокой точностью ДНК-роботы могут использоваться как программируемые шаблоны для создания новых материалов и устройств. По мнению авторов работы, это открывает дополнительные возможности для развития молекулярных вычислений и современных оптических технологий.

В то же время создание таких систем связано с рядом сложностей. Одной из них является влияние броуновского движения, которое затрудняет точное управление молекулярными механизмами. К тому же большинство нынешних конструкций остаются довольно простыми и функционируют отдельно друг от друга.

Для дальнейшего развития этой сферы, отмечают исследователи, необходимо лучше изучить механические свойства ДНК-конструкций, усовершенствовать методы моделирования и создать стандартизированные наборы ДНК-компонентов. Также перспективным направлением они называют использование искусственного интеллекта при проектировании новых систем, что может ускорить развитие технологии и расширить сферы ее применения.

Напомним, новое исследование позволило заглянуть в далекое прошлое и проследить происхождение клеток крови человека.