Американські фахівці з нанотехнологій створили і запрограмували робота завбільшки з молекулу, здатного самостійно пересуватися у двомірному просторі. Національний науковий фонд (ННФ) США, який частково фінансував цей проект, вважає, що з часом він може набути важливого прикладного значення, зокрема, в медицині. Звіт про роботу публікується в журналі Nature, передає ИТАР-ТАСС.

Групі вдалося показати, що ці "павучки" завбільшки приблизно 4 нанометри в діаметрі, можуть автономно пересуватися в спеціально створеному двомірному просторі та виконувати найпростіші функції, притаманні роботам: починати рух, повертатися, зупинятися.

У ході експерименту науковці показали, що ДНКзими (відрізки специфічних молекул ДНК) на кінцях "лап" молекулярного "павука" взаємодіють з ДНК, прикріпленими до поверхні. Ця взаємодія полягає в з'єднанні двох відрізків ДНК в короткі дволанцюгові спіралі і "відрізуванні" ДНКзимом на кінці "лапи павука" фрагмента від ДНК, прикріпленого до поверхні. Після цього дві молекули ДНК розходяться, здійснюючи таким чином один крок робота. При цьому, початок і кінець шляху відзначені спеціальними фрагментами ДНК, взаємодія з якими приводить до фіксації робота.

За півгодини-годину біологічні "нанороботи" долали дистанцію в 100 нанометрів, тобто робили близько сотні кроків. Раніше можливості подібних "мандрівниць" обмежувалися лише двома-трьома кроками.

"Ця молекула підпадає під визначення робота: машини, здатної відчувати навколишнє середовище, приймати рішення і виконувати дію на основі цих відчуттів", - сказав Ерік Уїнфрі, співавтор Стояновича, слова якого наводить прес-служба Каліфорнійського технологічного інституту.

Стоянович попередив, що практична віддача від експериментів може бути отримана лише через багато років. Але він сподівається, що роботи у цьому напрямі триватимуть, і підкреслює переваги міждисциплінарних груп на кшталт його власної.

"Можете уявити собі такого павука, що несе ліки і що прикріплюється, наприклад, до клітинної мембрани, павук виявляє рецептор на її поверхні і запускає роботу ліків", - сказав Хао Ян, співавтор Стояновича. "Втім, до подібних молекулярних машин нам ще далеко, може знадобитися ще близько 100 років прогресу, перш ніж вони знайдуть застосування", - додав Стоянович.

Сам він працює на факультеті експериментальної терапевтики, а в групу разом з ним входили комп'ютерник, біохімік - спеціаліст з нанотехнологій і ще один хімік, який очолює у своєму університеті "центр одномолекулярного аналізу в реальному часі". Керівник групи упевнений, що поодинці ніхто з них успіху не досяг би.

Ще одна група американських науковців створила схожу машину, яка виконує функції конвеєра

Друга робота, автором якої є колектив учених під керівництвом Неда Сімана з Нью-Йоркського університету, описує схожу машину на основі ДНК, яка виконує функції автомобільного конвеєра, передає РИА "Новости".

Ґрунтуючись на подібних принципах, Сіман і його колеги за допомогою відрізків розмітили доріжку на поверхні, вздовж якої переміщувалось схоже на павука Стояновича чотириноге шасі.

Відмінність цього шасі від павука полягає в тому, що переміщується воно вздовж доріжки не самостійно, а в результаті "ручного" додавання в систему двох нових типів молекул ДНК ззовні. Ці молекули або з'єднуються з "ногами" шасі і ДНК на поверхні, фіксуючи машину на місці, або руйнують ці зв'язки, вивільняючи шасі для переміщення.

Уздовж шляху, яким прямує це шасі, Сіман розмістив три маніпулятори: конструкції з ДНК-орігамі, які можуть, залежно від зовнішніх умов, приєднувати до шасі вантаж - наночастинки золота фіксованого розміру. У результаті, до кінця конвеєра шасі могло приїхати з трьома вантажами на борту, двома або одним із трьох. Іншими словами, конвеєр Сімана дозволяє збирати молекулярні машини різної конфігурації.

"Наступним нашим кроком буде створення конвеєра, що випускає молекулярні машини у зовнішній простір, а також збільшення його довжини, щоб зробити кінцевий результат збирання ще більш складним", - сказав Сіман, слова якого цитує інтернет-видання Chemistry World.