Roboty z łańcuchów DNA

Można śmiało powiedzieć, że nanotechnologia zaczęła się wraz z ideą molekularnych robotów. W 1986 roku inżynier Kim Eric Drexler po raz pierwszy przedstawił ich wizję w książce "Engines of Creation: The Coming Era of Nanotechnology". Naukowiec opisał mikroskopijne maszyny, które działając w ogromnych grupach, będą w stanie składać dowolne przedmioty atom po atomie.

Etapem pośrednim na drodze do powstania takich "monterów" (molekularnych "asemblerów" - tym terminem posługiwał się Drexler) miały być nanomaszyny skonstruowane z molekuł biologicznych. O krok bliżej ich zbudowania są właśnie dwa amerykańskie zespoły naukowe - informuje magazyn "Technology Review". Udało im się niezależnie od siebie wyprodukować chemicznie programowalne struktury z łańcuchów DNA - pająkowate twory, które potrafią się poruszać w ściśle określonym kierunku i transportować cząsteczki złota.

Już w latach dziewięćdziesiątych nowojorski chemik Ned Seeman tworzył z fragmentów DNA konstrukcje w kształcie sześcianów i krzyży. W 2006 roku sporą sławę zyskało "origami z DNA" autorstwa pracującego na Caltechu Paula Rothemunda. Z długich łańcuchów DNA układał on buźki i inne płaskie figury - ciągi par zasad DNA zaprojektował w taki sposób, by poszczególne fragmenty łączyły się w określone kształty.

Teraz zespoły uczonych z Uniwersytetu Columbia, Uniwersytetu Stanu Arizona oraz Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego (Caltech) skonstruowały prostą molekularną sieć dróżek, po której stąpa trójnogi "nanopająk". Sieć tę tworzy układanka z łańcuchów DNA zbudowana na tej samej zasadzie co wspomniane origami Rothemunda. W regularnych odstępach pojawiają się na niej luźne końcówki pojedynczych łańcuchów DNA. Do takich słupków przyczepiają się nogi "nanopająka", o ile dochodzi do zgodności par zasad. Cała konstrukcja potrafi wykonać 5. kroków; podobne twory wykonywały ich dotychczas dwa lub trzy.

Z kolei Ned Seeman wespół z kilkoma kolegami z Uniwersytetu Nowojorskiego pracuje nad linią transportową przenoszącą cząsteczki złota - to dzieło zostało opisane w magazynie "Nature". Także i w tym przypadku mamy do czynienia z poruszającymi się po ścieżkach z DNA pająkami. Seeman dodał do nich dwustanowe "podajniki": molekularne układy, które potrafią włożyć na pająka cząsteczkę złota albo tego nie robić.

wydanie internetowe www.heise-online.pl