Megtette első lépéseit a DNS-robot

Megtette első lépéseit egy mikroszkopikus kétlábú, melynek mindössze 10 nanométer hosszúságú lábait DNS töredékekből alakították ki. A nanolépegetőt jelentős áttörésként üdvözölték a nanotechnológusok.

A kétlábú feltalálói, Nadrian Seeman és William Sherman a New York Egyetem kémikusai elmondták, bár számos tudós próbálkozott lépegető mozgásra képes nanoméretű eszköz építésével, az övék az első, ami a szó szoros értelmében sikerrel járt. "Minden tekintetben előrelépés" - mondta Bernard Yurke, aBell Labs kutatója, aki kollégáival az egyik legismertebb molekuláris gépet alkotta meg, egy pár csipeszt, ami szintén DNS szálakból készült. Az eddigi molekuláris méretű próbálkozásokhoz hasonlóan a csipesz karjai is csupán szétnyílnak és összezáródnak, a járásra azonban nem képes.

A nanoméretű iparnak ahhoz hogy gyakorlati kilátásai is legyenek mikroszkopikus mobil robotokra van szüksége, melyek képesek más nanogépek összeszerelésére és hasznos molekulák vagy atomok szállítására. A new yorkiak kétlábúja azért tud "járni" mert DNS alapú lábai képesek leválasztani, majd újra csatlakoztatni magukat egy DNS alapú pályán.


A lépegetés folyamata részletesen - klikk a részletesebb változathoz
Miért DNS? Két okból. Elsőként más polimerekkel ellentétben a DNS láncok párokba rendeződnek, két DNS szál pedig csak akkor "cipzározódik" egymáshoz, ha mindkét szál alapjainak szekvenciái a megfelelő módon egészítik ki egymást - így a szekvenciák csűrés-csavarásával a kémikusok nagy fokú ellenőrzést nyernek a csatlakozási pontok felett. Másodiként a kutatók remélik, hogy a sejteket egy nap úgy módosíthatják, hogy azok képesek legyenek előállítani ezeket a DNS alapú gépeket.

A lépegető mindkét lába 36 bázis hosszú és két DNS szálból készült, melyek egy kettős spirált alkotnak. Csúcsukon mindegyik DNS szál egy rugós része fut át a balból a jobb lábba, összekötve őket. Az alján a két szál egyike kilóg a spirálból, ez a láb megtapadási képességét szolgálja. A pálya, vagy "gyalogút", amin a lépegető halad, szintén DNS-ből készült, amit úgy alkottak meg, hogy az út mentén páratlan DNS szál részek álljanak ki, amihez a robot lábának fent említett kilógó szála csatlakozhat. Mivel a bal és a jobb láb szekvenciái különböznek, mindkettőnek más-más rögzítőelemre van szüksége. Ezért a lépés megtételéhez egy szabad DNS darabot, egy úgynevezett leszerelő szálat is bevetettek, ami leválasztja a rögzítők egyikét, eleresztve a lábat. A szabad lábat egy új rögzítő szekvencia ragadja meg, majd a folyamat ismételgetésével, a lépegető lépéseket tesz előre.

A sétát folyadékban végzi, ami meggátolja a DNS széthullását. Kezdésként milliónyi lépegető és ösvény lebeg szabadon ebben a folyadékban. A lépegetők csak akkor tudják megvetni lábaikat az ösvényeken, amikor a kutatók hozzáadják a DNS-rögzítőket. Ezután következik leszerelő szálak hozzáadása, ami elindítja a lépegetési folyamatot. A csapat következő célkitűzése, hogy rávegyék a lépegetőt a teherszállításra.