Ученые создали нанороботов из ДНК

Модель передвижений робота-"паука" (слева) и его фотография (справа). Изображение Lund et al.

Сразу два коллектива исследователей разработали нанороботов, в основе которых лежит ДНК. Статьи ученых опубликованы в журнале Nature. Оба робота способны самостоятельно передвигаться и кратко описаны на портале Physics World.

Первая группа ученых создала робота, который передвигается способом, напоминающим перемещения паука, и обладает высокой степенью автономности. В качестве ног этого робота выступают ферменты, "разрезающие" молекулы ДНК. Сами ферменты также представляют собой фрагменты ДНК. Таких ног у робота четыре, но во время движения он пользуется только тремя из них.

"Паук" перемещается по особому "полю" на котором расположены нити ДНК, способные образовывать с ногами робота прочное соединение (говорят, что такие нити ДНК комплементарны друг другу). После того как нога соединяется с нитями ДНК "поля", робот разрезает эту нить, и соединение становится менее прочным. Освободившаяся нога оказывается в состоянии готовности образовывать связи с новыми нитями. Повторяя эти операции, "паук" постепенно движется по "полю", оставляя за собой "скошенные" нити. В своих экспериментах ученые заставили робота пройти около 100 нанометров (по человеческим меркам это около 50 шагов).

Второй робот отличается меньшей самостоятельностью, но зато способен собирать и переносить грузы. У него тоже четыре ноги, однако они не обладают ферментативной активностью. В "основном состоянии" робот бездвижен благодаря так называемым якорным нитям, которые связывают ноги робота с нитями ДНК "поля". Для того чтобы робот начал двигаться, в среду, где он находится, нужно добавить одиночные нити ДНК определенной последовательности - топливные нити. При появлении топливных нитей ноги робота отсоединяются от нитей ДНК "поля" и соединяются с ними. Таким образом, ученые контролируют перемещение робота, добавляя в среду тот или иной тип нитей. Грузы присоединялись к роботу похожим образом - при помощи связанных с ними нитей ДНК.

В будущем авторы обеих работ намерены усовершенствовать своих роботов, чтобы добиться большей автономности и эффективности перемещений. Тем не менее, пока созданные людьми наномашины намного уступают своим природным аналогам, которые работают в каждой живой клетке.