Молекулярные роботы, меняющие форму, реагируют на сигналы ДНК

Это первый раз, когда молекулярная роботизированная система смогла распознавать сигналы и управлять своей функцией изменения формы. Это означает, что в ближайшем будущем молекулярные роботы могут функционировать так же, как живые организмы.

Живые организмы, используя сложные биомолекулы, такие как ДНК и белки, выполняют важные функции. Например, белые кровяные тельца могут преследовать бактерии, воспринимая химические сигналы и мигрируя к цели. В области химии и синтетической биологии элементарные технологии для создания различных молекулярных машин, таких как датчики, процессоры и исполнительные механизмы, создаются с использованием биомолекул.

Молекулярный робот — это искусственная молекулярная система, созданная путем интеграции молекулярных машин. Исследователи считают, что реализация такой системы может привести к значительному прорыву — био-вдохновенному роботу, разработанному на молекулярной основе.Молекулярный робот, разработанный исследовательской группой, чрезвычайно мал — около одной миллионной метра — по размеру похож на человеческие клетки. Он состоит из молекулярного исполнительного механизма, состоящего из белка, и молекулярного сцепления, состоящего из ДНК.

Форма тела робота (искусственная клеточная мембрана) может быть изменена исполнительным механизмом, в то время как передача силы, создаваемой исполнительным механизмом, может контролироваться молекулярной муфтой.Исследовательская группа продемонстрировала с помощью экспериментов, что молекулярный робот может запускать и останавливать поведение, изменяющее форму, в ответ на определенный сигнал ДНК.

«С более чем 20 химическими веществами в различных концентрациях нам потребовалось полтора года, чтобы создать хорошие условия для работы наших молекулярных роботов», — говорит доцент Син-ичиро Номура из Высшей инженерной школы Университета Тохоку, который руководил исследованием. «Было захватывающе наблюдать за движением робота, изменяющим форму, через микроскоп. Это означало, что разработанное нами сцепление ДНК работало идеально, несмотря на сложные условия внутри робота».Ожидается, что реализация молекулярного робота, компоненты которого разработаны на молекулярном уровне и который может функционировать в небольшой и сложной среде, такой как человеческое тело, значительно расширит возможности робототехники.

Результаты этого исследования могут привести к технологическим разработкам, которые могут помочь решить важные медицинские проблемы, например, робот для обработки живых клеток и робот-мониторинг для проверки загрязнения окружающей среды.«Работа Номуры и его сотрудников представляет собой важный шаг на пути к разработке автономных мягких микророботов», — говорит доктор Фридрих Зиммель, профессор Технического университета Мюнхена. «На основе этого достижения в будущем могут быть разработаны аналогичные системы, отображающие искусственный фототаксис или хемотаксис, или подобное« интеллектуальное »поведение».


Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Exit mobile version