Powstały przypominające kwiaty mikroroboty z DNA

Naukowcy opracowali mikroskopijne, miękkie roboty wykonane m.in. z DNA, które niczym kwiaty otwierają się i zamykają, zależnie od otoczenia. Mogłyby precyzyjnie dostarczać leki do wybranych tkanek, oczyszczać środowisko, a nawet przechowywać olbrzymie ilości danych - uważają ich twórcy.

Zespół z University of North Carolina (USA) utworzył je ze specjalnych kryształów powstałych z połączenia DNA i materiałów nieorganicznych.

DNA każdego z "kwiatów" działa jak miniaturowy program komputerowy, który określa, jak system ma się poruszać i reagować na otaczające go warunki. W czasie zaledwie kilku sekund roboty mogą się składać lub rozkładać, co czyni je jednymi z najbardziej dynamicznych materiałów, jakie kiedykolwiek opracowano w tak małej skali - podkreślają naukowcy.

Gdy na przykład wzrasta lub spada kwasowość środowiska, "kwiat" może się otworzyć, zamknąć lub wywołać reakcję chemiczną.

Naukowcy zainspirowali się naturalnymi procesami, takimi jak właśnie otwieranie się płatków kwiatów, pulsowanie koralowców czy tworzenie się tkanek w organizmach żywych. Chcieli odtworzyć te złożone zachowania w sztucznych materiałach, w mikroskali.

"Czerpiemy inspirację z projektów natury - takich jak kwitnące kwiaty czy rosnące tkanki - i przekładamy je na technologię, która pewnego dnia mogłaby myśleć, poruszać się i dostosowywać samodzielnie" - zaznacza dr Freeman.

Choć technologia ta - podkreślają naukowcy - znajduje się dopiero na wczesnym etapie badań, zespół naukowców widzi dla niej ekscytujące możliwości. Pewnego dnia takie "kwiaty DNA" mogłyby być wstrzykiwane do organizmu, gdzie np. docierałyby do guza. Na miejscu kwaśne środowisko nowotworu mogłoby spowodować zamknięcie płatków, co uruchomiłoby uwolnienie leku lub pobranie niewielkiej próbki tkanki. Gdy guz zniknie, kwiaty ponownie by się otworzyły i dezaktywowały, gotowe do reakcji w razie nawrotu choroby.

"Ludzie chcieliby mieć inteligentne kapsułki, które automatycznie uwalniałyby lek po wykryciu choroby i zatrzymywały jego działanie, gdy organizm zostanie wyleczony. Zasadniczo mogłoby to być możliwe dzięki naszym zmieniającym kształt materiałom" - uważa dr Ronit Freeman, główna autorka badania opisanego na łamach magazynu "Nature Nanotechnology".

"W przyszłości połykane lub wszczepiane "kwiaty" zmieniające kształt mogłyby zostać zaprojektowane tak, by dostarczać precyzyjne dawki leków, wykonywać biopsję lub usuwać zakrzepy krwi" - wyjaśnia.

Poza medycyną te inteligentne boty mogłyby znaleźć zastosowanie także w usuwaniu katastrof środowiskowych - uwalniając do wody środki neutralizujące toksyny, a następnie bezpiecznie się rozpuszczając po wykonaniu zadania.

Ponadto, według autorów wynalazku, mogłyby też przechowywać ogromne ilości cyfrowych danych - nawet dwa biliony gigabajtów w jednej łyżeczce - oferując bardziej ekologiczną i wydajną metodę zapisu, odczytu i przechowywania informacji w przyszłości.

Marek Matacz