Создан простой способ конструировать сложных ДНК-роботов

Ученые Университета штата Огайо создали новый способ моделирования ДНК-роботов, который упрощает работу специалистов и поможет быстро конструировать сложные механизмы, способные выполнять полезные функции. Об этом сообщается в статье, опубликованной в журнале Nature Materials, кратко о научной работе рассказывается в пресс-релизе на Phys.org.

Исследователи представили программу MagicDNA, позволяющую проектировать роботов из ДНК-нитей, объединяя молекулы в сложные структуры, которые имеют роторы и шарниры и способны осуществлять различные задачи, в том числе доставку лекарств. Ранее на разработку подобных ДНК-устройств у специалистов уходило несколько дней, при этом молекулярные механизмы состояли максимум из пяти элементов.

У MagicDNA на разработку ДНК-робота уходит всего несколько минут, при этом устройства могут состоять из более чем 20 компонентов, что дает им возможность выполнять сложные функции. Кроме того, специалисты могут заниматься постройкой трехмерной модели робота как «снизу вверх», так и «сверху вниз». Подход «снизу вверх» означает, что из отдельных нитей ДНК выстраивается желаемая структура. Второй метод используется, когда необходимо создать устройство определенной геометрической формы, после чего программа автоматически собирает ее из цепей ДНК.

Программа также способна смоделировать, как ДНК-устройства будут двигаться и работать в реальном мире. Это особенно важно при разработке сложных устройств, чье поведение может оказаться непредсказуемым.

С помощью MagicDNA исследователи смоделировали и собрали несколько устройств, включая роботов-манипуляторы и структуру, напоминающую самолет. По словам ученых, можно создавать и более сложные механизмы, которые не только способны обнаружить патоген внутри человеческого организма, но и как-то отреагировать, захватывая его или выпуская молекулу-лекарство.