Schopnost manipulovat s miniaturními částicemi v mikro nebo dokonce nano rozměrech je něco, co lidstvo stále ještě úplně uspokojivě neovládlo. Američtí vědci teď přišli s překvapivě jednoduchým řešením: napodobili lidskou ruku.
Miniaturní robotická ruka z DNA dokáže uchopit i virus
Zachytit virus pomocí miniaturní paže tvořené jediným vláknem DNA poskládaným jako origami do podoby čtyřprsté ruky se podařilo americkým vědcům z University of Illinois Urbana-Champaign. Cílem bylo vyrobit miniaturní nástroj, který bude schopný interagovat s viry, bude je pomáhat odhalovat a dokonce by mohl zabránit jejich vstupu do buněk – podobně, jako když si člověk zakryje ústa.
Vědci se při tvorbě tohoto nástroje inspirovali úchopovou silou lidské ruky a ptačích drápů. Výsledkem je „stroj“, kterému dali jméno NanoGripper, se čtyřmi ohebnými prsty a dlaní, vše v jedné nanostruktuře složené z jediného kusu DNA. Každý prst má tři klouby, stejně jako lidský prst. A má i podobnou pohyblivost.
Experiment vedený profesorem Xinem Wangem je už nyní tak úspěšný, že tým kolem něj má i smělejší cíle: nanoruka by mohla pohmatem rozpoznávat povrchové vlastnosti buněk a v sevřené pěstičce by přitom mohla svírat účinný lék. Výsledkem by tak mohlo být velmi přesné podávání léků například pro léčbu rakoviny.
Nanoruka
DNA je skvělý stavební materiál
„Chtěli jsme vyrobit robota z měkkého materiálu v nanorozměrech s funkcemi uchopení, které dosud nikdo neviděl, pro interakci s buňkami, viry a dalšími molekulami pro biomedicínské aplikace,“ vysvětlil Wang. „DNA využíváme pro její strukturální vlastnosti. Je pevná, pružná, programovatelná. Přesto i v oblasti DNA origami jde o novinku, pokud jde o princip konstrukce. Skládáme jedno dlouhé vlákno DNA tam a zpět, abychom v jednom kroku vytvořili všechny prvky, statické i pohyblivé části,“ nastínil.
Prsty obsahují oblasti zvané DNA aptamery, které jsou speciálně naprogramovány tak, aby se vázaly na molekulární cíle a spustily ohyb prstů tak, aby se kolem cíle ovinuly. Na opačné straně, kde by bylo zápěstí, se může NanoGripper připojit k povrchu nebo jinému většímu komplexu pro biomedicínské aplikace, jako je snímání nebo dodávání léků.
Vědci to poprvé vyzkoušeli na proteinu hrotu viru, který způsobuje covid-19: a vše proběhlo v řadě experimentů přesně tak, jak autoři studie předpokládali.
