5 февраля 2012 12:32

Куски цепочек ДНК являются весьма универсальным строительным материалом для создания различных органических изделий на микроуровне. Из ДНК уже были созданы крошечные роботы, самовоспроизводящиеся машины, а теперь из ДНК удалось создать крошечный двигатель

Команда ученых из университета Киото и Оксфордском университета использовала для этого кусочки ДНК, выступавшие в роли базовых строительных блоков. Двигатель, который у них получился, способен двигаться по крошечным рельсам, соединенным между собой переключателями, подобными железнодорожным стрелкам. Таким образом, весь путь этого двигателя и конфигурацию сети из «рельс» можно задавать произвольно во время процесса, подобного программированию компьютера.
Создаются все части этой сложной микроустановки с использованием технологии, называемой «оригами из ДНК». Подобно оригами из бумаги, оригами из ДНК так же изгибают в двух- и трехмерные структуры. Это делается с помощью воздействия на цепочки ДНК различными химическими веществами, а последовательность соединенных цепочек определяет конечную форму, которую примет законченная молекула ДНК. Миниатюрные «рельсы», по которым будет передвигаться ДНК-двигатель, так же устанавливаются подобным образом сверху основания, так же сделанного из коротких частей ДНК.

Так как ДНК-двигатели передвигаются вдоль путей и эти пути можно запрограммировать заранее и перепрограммировать впоследствии, то этот двигатель по существу может переносить информацию, подобно тому как это делают электроны в обычных компьютерах. По существу эта система является медленным биологическим компьютером, изготовленным полностью из цепочек ДНК.

«Мы находимся в самом начале разработки технологий изготовления из ДНК различных технических систем» — рассказывает профессор Хироши Суджияма (Hiroshi Sugiyama). — «Пока еще есть множество проблем технического плана, которые мешают получать повторяемые результаты. Но из-за того, что область, над которой мы работаем, имеет огромные перспективы в самых различных областях, то мы в конце концов найдем правильный путь».

Все вышеизложенное звучит достаточно интересно. Но что можно практически получить, используя системы на базе ДНК? Конечно, такие системы не будут обеспечивать быстродействия на уровне компьютеров, но для решения на молекулярном уровне несложных логических задач, в которых участвуют всего несколько входных данных и один выход, такие системы подходят как нельзя лучше. А такие несложные системы могут стать базовыми блоками из которых будут собираться системы более высокого уровня, решающие более сложные задачи. Такая программируемая ДНК-логика может стать основой биокомпьютеров, которые могут выполнять, пусть и неторопливо, свои функции в специфичной окружающей среде и чувствительных датчиков.

Работа профессора Суджиямы была опубликована в недавнем выпуске журнала Nature Nanotechnology.