Международная команда из китайского Института инженерии Нинбо и американского Нью-Йоркского университета продемонстрировала свою последнюю разработку — программируемого наноробота, состоящего из нескольких нитей ДНК. Эти нити способны захватывать другие фрагменты ДНК и соединять их вместе для производства новых наномашин, сваренных ультрафиолетовым излучением.

Роботы состоят всего из четырёх нитей ДНК и обладают размером 100 нанометров в поперечнике, поэтому около тысячи из них могут выстроиться в линию шириной с человеческий волос. В отличие от своих двумерных аналогов, новые боты могут использовать многоосевое складывание и позиционирование, то есть действуют в трёхмерном измерении.

Говоря о способах применения, инженеры отметили, что их наноботы могут использоваться для производства лекарств и других химических веществ прямо внутри клеток организма. Исследователи особо упирают на то, что эти машины могут самовоспроизводить всю свою трёхмерную структуру, что особенно полезно в контексте медицины.

Поскольку подобные разработки всегда вызывают тревогу и опасения, что они выйдут из-под контроля, эти наномашины сделаны ограниченно автономными. Роботы программируются человеком и действуют в ответ на контролируемый извне ультрафиолетовый свет, — он требуется для того, чтобы машины «сваривали» кусочки ДНК, которые они собирают вместе.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах

Команда из Шанхайского университета Цзяотун (Китай) создала жидкостный компьютер, который способен обрабатывать более 100 миллиардов различных программ, используя для этого нити ДНК. Молекулы действуют как провода и конфигурируются определённым образом, подобно схемам на компьютерном чипе.

На обычном компьютере электроны текут по определённому пути на кремниевом чипе, и каждая из этих конфигураций соответствует различным математическим операциям. Тем же принципом воспользовались Фей Ван и его коллеги, придумавшие, как объединить короткие сегменты ДНК в более крупные структуры, которые могли бы служить компонентами схемы.

На практике учёные наполнили пробирки нитями ДНК и буферной жидкостью, позволив нитям прикрепляться друг к другу и объединяться в более крупные молекулы. Кроме того, молекулы пометили флуоресцентными маркерами, чтобы отслеживать, что делает конкретная схема, и назвали эти строительные блоки DPGA. Каждую DPGA спроектировали таким образом, чтобы она могла реализовать свыше 100 миллиардов различных цепей.

В эксперименте разработчики соединили три DPGA, содержащие около 500 нитей ДНК, чтобы создать схему, решающую квадратные уравнения. Числа здесь были идентичны молекулам определённой формы, которые участвовали в химических реакциях с цепью, аналогично электрону в проводах. На выходе получались молекулы, образующиеся в результате последней реакции.

Расшифровав эти молекулы, исследователи использовали аналогичные методы для разработки DPGA, которая связана с раком почки, — именно к этому стремились учёные всё время разработки своей технологии. В конечном счёте команда надеется, что у неё получится создать интеллектуальную диагностику различных типов заболеваний на основе DPGA, и такое устройство сможет выполнять миллионы операций одновременно.

• Телеграм
• Дзен
• Подписывайтесь на наши каналы больше новостей без политики в наших каналах