ДНК-компьютеры уменьшили до размеров наночастиц. Эти микроскопические устройства работают посредством складывания и раскладывания нитей ДНК. После имплантации в тело тараканов нанороботы научились взаимодействовать с клетками насекомого и выдавать лекарственные препараты при разворачивании нитей.
Этот интересный проект — задумка биоинженеров из Института Висса при Гарвардском университете. Статья с описанием технологии вышла в журнале Nature Nanotechnology.
"ДНК-роботы потенциально способны выполнять сложные операции. Эти устройства в один прекрасный день могут быть использованы для диагностики или лечения заболеваний с беспрецедентной точностью", — говорит ведущий автор исследования Дэниел Левнер (Daniel Levner).
Совместно с коллегами из университета имени Бар-Илана в Рамат-Гане, Израиль, команда Левнера сконструировала нанороботов, основываясь на связывающих свойствах ДНК. Когда её молекула сталкивается с определённым видом белка, то ДНК распутывается на две дополнительные нити.
Установив определённые последовательности, нити можно "запрограммировать" на распутывание при контакте лишь с определёнными молекулами, например, с молекулами больной клетки. А как только ДНК раскроется, из неё может выйти капля лекарства.
Для испытания технологии биоинженеры решили использовать тараканов. Им вживили различного типа "нанороботов", помеченных флуоресцентными маркерами. Таким образом учёные смогли проследить за движением "устройств" по организму насекомых и проанализировать процесс доставки лекарств. По словам авторов исследования, точность процесса можно сравнить с работой компьютерной системы.
"Впервые биологическая терапия по производительности и точности сравнима с функционированием компьютерного процессора", — утверждает соавтор исследования Идо Бачелет (Ido Bachelet) из Института нанотехнологий и перспективных материалов при университете имени Бар-Илана.
Отметим, что ДНК-компьютеры уже используются для хранения больших объемов информации и усиления химических сигналов, но все эти разработки находятся ещё на очень ранней стадии. Преимущество нынешней технологии в том, что "нанороботов" можно использовать в биологических организмах, а не только для создания электронных устройств.
"Количество использованных нами роботов намного больше, чем было использовано в аналогичных экспериментах ранее. И это очень важно: чем больше роботов мы используем, тем потенциально сложнее решения и действия, которые они смогут выполнить", — рассказывает Бачелет.
Вычислительная мощность системы в теле таракана может вскоре достигнуть уровня восьмибитного компьютера, а это та же мощность, что и у компьютеров 1980-х годов.
Говоря о практических применениях технологии, необходимо отметить, что нанороботы могут стать частью терапии против рака. Это будет целевое лечение, более эффективное и безопасное, чем существующие сегодня методы. Испытание системы на добровольцах может начаться в ближайшие пять лет.
Также по теме:
Изобретён биологический транзистор, который поможет проводить вычисления прямо в клетках
Учёные закодировали книгу в молекулах ДНК
Учёным удалось закодировать изображение на биологическом компьютере
Японцы выпустили молекулярный поезд на рельсы из ДНК
Создан быстрый прозрачный транзистор из дешёвых органических материалов
