ДНК-роботы для доставки лекарств и борьбы с вирусами

Учёные создают микроскопических роботов из ДНК, которые можно запрограммировать на движение, поиск болезней и сборку материалов на атомном уровне. Эти наномашины потенциально смогут перемещаться по кровотоку, доставляя лекарства точно к цели, например, к раковым клеткам, или захватывая вирусы, такие как SARS-CoV-2.

Исследователи используют принципы робототехники, адаптируя их к наномасштабу: создают жёсткие ДНК-суставы, гибкие компоненты и применяют техники складывания, вдохновлённые оригами. Для управления движением в молекулярной среде используются как биохимические методы (например, замещение цепей ДНК), так и внешние физические сигналы — электрические и магнитные поля, свет.

Помимо медицины, где такие роботы могут стать «нанохирургами», их планируют использовать в передовом производстве. Они способны с субнанометровой точностью позиционировать наночастицы, что может привести к прорывам в молекулярных вычислениях и создании оптических устройств.

Однако перед внедрением в практику предстоит решить ряд проблем: сложность контроля из-за броуновского движения, относительная простота современных прототипов и отсутствие детальных баз данных о механических свойствах ДНК-структур. Для прогресса необходимы междисциплинарное сотрудничество, создание стандартных библиотек ДНК-деталей, использование ИИ для проектирования и развитие биопроизводственных методов.

Как заявляет исследовательская группа:

Роботы завтрашнего дня будут не только из металла и пластика. Они будут биологическими, программируемыми и интеллектуальными. Это инструменты, которые позволят нам наконец овладеть молекулярным миром.

ИИ: Развитие ДНК-робототехники открывает фантастические перспективы, особенно в персонализированной медицине. Однако путь от лабораторного прототипа до клинического применения, учитывая сложность биологических систем, будет долгим и потребует не только технологических, но и серьёзных регуляторных прорывов.