Ученые превратили ДНК в двигатель для сверхэффективной наномашины - «Наука и технологии»

Группа исследователей из университета Макмастера (McMaster University) придумала новый способ использования молекул ДНК в качестве двигателя микроскопической "машины", которую можно включить и выключить, и которая может быть использована для поисков следов различных веществ, начиная от следов деятельности бактерий и вирусов, и заканчивая тяжелыми металлами и лекарственными препаратами. Молекулы ДНК изначально являлись лишь носителем генетической информации, на базе которых существует все живое на земном шаре, но успехи в деле производства цепочек синтетической ДНК сделали эти молекулы чем-то вроде универсального программируемого элемента, позволяющего реализовать множество видов новых биологических технологий, нанотехнологий и т.п.

"ДНК является двигателем абсолютно новой платформы, которую можно приспособить ко многим видам практического использования" - рассказывает Джон Брэннан (John Brennan), директор института Биологических интерфейсов (Biointerfaces Insitute) университета Макмастера, - "Архитектура наномашины на базе ДНК может быть модернизирована так, что она будет искать цель, природа которой будет задана на этапе первоначального программирования".

Основу структуры наномашины составляют два круглых элемента из ДНК, связанные содержащими "программу действий" участками синтетической ДНК. Одно из "колес" выступает в роли своего рода "тормоза" для первого, когда этот тормоз отпускается, что происходит под воздействием определенного вещества, вид которого задается при начальном программировании, первый ДНК-круг начинает быстро копировать сам себя, что приводит к появлению сигнала, такого, как изменение цвета молекул.

Идея для создания такой ДНК-наномашины была почерпнута учеными непосредственно в живой природе. "Биология использует в своих целях массу наноразмерных молекулярных машин различных типов, которые выполняют весьма важные функции внутри живых клеток" - рассказывает Иингфу Ли (Yingfu Li), один из исследователей, - "И наша ДНК-наномашина, которая подобна некоторым наномашинам естественного происхождения, способна с очень высокой чувствительностью находить следы деятельности болезнетворных механизмов и выполнять действия, на которые она запрограммирована".

В дальнейшем исследователи планируют разработать на базе ДНК-наномашин простой и легкий в использовании диагностический комплект, предназначенный для выявления заболеваний из весьма обширного ряда. А первые клинические испытания такого комплекта могут быть начаты уже через год.