Mikroskopsko DNK „cveće“ može da nosi lek baš tamo gde je neophodan: Revolucionarni izum naučnika

Istraživači sa Univerziteta Severne Karoline napravili su mikroskopske meke robote u obliku cveća i oni mogu da menjaju oblik i ponašanje u zavisnosti od okoline, baš kao što to čine živi organizmi. Ovo sićušno DNK „cveće“ napravljeno je od specijalnih kristala nastalih kombinovanjem DNK i neorganskih materijala. Mogu da se sklapaju i rasklapaju za nekoliko sekundi, što ih čini jednim od najdinamičnijih materijala ikada razvijenih na tako maloj skali, piše EurekAlert!

DNK svakog cveta deluje kao sićušni kompjuterski program, govoreći mu kako da se kreće i reaguje na svet oko sebe. Kada se okruženje promeni, kada kiselost poraste ili opadne, cvet može da se otvori, zatvori ili pokrene hemijsku reakciju. To znači da bi ovi roboti bazirani na DNK jednog dana mogli sami da obavljaju zadatke, od isporuke lekova do sprečavanja zagađenja.

Preporučujemo

- Ljudi bi voleli da imaju pametne kapsule koje bi automatski aktivirale lek kada otkriju bolest i zaustavile se kada se izleči. U principu, to bi bilo moguće sa našim materijalima koji menjaju oblik. U budućnosti bi se cvetovi koji menjaju oblik, a koji se mogu progutati ili ubaciti u telo, mogli dizajnirati za isporuku ciljane doze lekova, obavljanje biopsije ili uklanjanje krvnog ugruška - rekla je dr Ronit Friman, direktora Laboratorije Friman na Univerzitetu Severne Karoline i jedna od autorki rada objavljenog u Nature Nanotechnology.

Ideja je inspirisana prirodnim procesima kao što su otvaranje latica cveća, pulsiranje korala i formiranje tkiva u živim organizmima. Istraživači su želeli da imitiraju ova složena ponašanja u veštačkim materijalima, što je izazov koji je dugo mučio naučnike koji rade na mikroskopskim skalama.

- Inspiraciju crpimo iz prirodnih dizajna, poput rascvetalih cvetova ili rastućeg tkiva, i prevodimo ih u tehnologiju koja bi jednog dana mogla sama da misli, kreće se i prilagođava - rekla je Frimanova.

Ključ njihovog uspeha je način na koji je DNK raspoređena unutar kristala u obliku cveta. Kada okruženje postane kiselije, delovi DNK se čvrsto savijaju, što uzrokuje zatvaranje cveta. Kada se uslovi vrate u normalu, DNK se opušta i latice se ponovo otvaraju. Ovo jednostavno, ali moćno kretanje može se koristiti za kontrolu hemijskih reakcija, prenošenje i oslobađanje molekula ili interakciju sa ćelijama i tkivima.

Iako je tehnologija još u ranoj fazi testiranja, tim predviđa uzbudljive buduće primene. Jednog dana, ovi cvetovi od DNK mogli bi se ubrizgati u telo, gde bi putovali do tumora. Kada bi tamo stigli, kiselost tumora mogla da izazove zatvaranje latica, oslobađanje leka ili uzimanje malog uzorka tkiva. Kada se tumor povuče, cvetovi bi se ponovo otvorili i deaktivirali, spremni da ponovo reaguju ako se bolest vrati.

Osim medicine, ovi pametni materijali mogli bi se koristiti za čišćenje nakon ekoloških katastrofa, oslobađanje sredstava za čišćenje u zagađenu vodu, a zatim bezopasno rastvaranje kada je posao završen. Mogli bi čak da skladište ogromne količine digitalnih informacija, do dva biliona gigabajta u samo jednoj kašičici, nudeći zeleniji i efikasniji način za skladištenje, čitanje i pisanje podataka u budućnosti.

(Telegraf Nauka/EurekAlert!)