LC Live

Molekularni roboti za popravak tjelesnih stanica?

Molekularni roboti za popravak tjelesnih stanica?

18.5.2010. // Znanost.com // Objavljeno u kategoriji Znanost i tehnologija

Znanstvenici su objavili značajan napredak na području razvoja molekula koje se ponašaju kao roboti. Suradnja znanstvenika sa Sveučilišta Columbia, Sveučilišta Arizona State, Sveučilišta Michigan te kalifornijskog Instituta za tehnologiju (Caltech) rezultirala je razvojem programabilnih robota reda veličine jedne molekule.

Ti se roboti mogu nezavisno kretati preko staza u nanodimenzijama. Ovaj napredak, objavljen 13. svibnja u časopisu Nature, naglašava važan korak unaprijed na relativno novim područjima molekularnog računarstva i robotike, a u budućnosti bi mogao dovesti do formacije molekularnih robota koji bi mogli popravljati pojedine stanice ili poslužiti u proizvodnji nanouređaja.

Projekt je vodio Milan N. Stojanović, član profesorskog osoblja na odsjeku za eksperimentalne terapije pri Sveučilištu Columbia. Erik Winfree, pridruženi profesor računalnih znanosti s Caltecha, Hao Yanom, profesor kemije i biokemije na Sveučilištu Arizona State (koji je ujedno i jedan od vodećih stručnjaka na području DNK nanotehnologije) te Nils G. Walter, profesor kemije i ravnatelj Centra za analizu pojedinačnih molekula u realnom vremenu (SMART) pri Sveučilištu Michigan u gradu Ann Arbor, ostali su suradnici na projektu. Financijsku potporu za projekt osigurala je Nacionalna fondacija za znanost.

Riječ 'robot' mnoge ljude asocira na čvrste mašine koji za precizan rad koriste računalne strujne krugove pa tako imamo 'robote' za usisavanje tepiha ili sastavljanje automobila. U zadnjih nekoliko godina, znanstvenici su radili na sastavljanju robota koji bi mogli na molekulskoj razini pouzdano izvoditi korisne zadatke. Nije ni potrebno posebno naglasiti kako to nije nimalo jednostavan zadatak. Uključuje reprogramiranje molekula DNK ne bi li se ponašale na točno određen način. "Možete li narediti biomolekuli da se ponaša na točno određen način? Znanstvenici raznih disciplina, od računalnih znanosti preko kemije i biologije pa sve do računarstva, trude se odgovoriti upravo na to pitanje", objašnjava Mitra Basu, ravnatelj programa na NSF-u, ujedno i zaslužan za podršku te agencije.

Nedavni radovi na području molekularne robotike rezultirali su proizvodnjom tzv. DNK šetača. Radi se o nitima reprogramirane molekule DNK s 'nogama' koje su joj omogućile da kratko hoda. sada su znanstvenici pokazali kako se ovi molekularni robotski pauci zapravo mogu autonomno kretati kroz posebno uređen, 2D prostor. Ponašanje tih pauka na osnovnoj je razini, a pokazuje kako su u stanju početi se kretati. Ne samo to! Mogu se kretati neko vrijeme, zakretati i napokon stati.

Uz to što su nevjerojatno mali - otprilike 4 nm u promjeru - šetači su vrlo spori, mogu prijeći 100 nm za vrijeme od 30 min do punog sata, pri čemu naprave otprilike 100 koraka. Ovo je značajan napredak u odnosu na dosadašnje DNK šetače koji su u istom vremenu mogli priječi svega tri koraka. Iako se područje molekularne robotike još razvija, moguće je kako će ove sitne kreacije jednog dana imati značajan utjecaj na medicinu. "Ovaj bi rad jednog dana mogao dovesti do učinkovite kontrole kroničnih bolesti poput dijabetesa ili raka", ističe Basu.

Prema riječima Stojanovića, trebat će proći mnogo godina do praktične primjene ovih malih uređaja. Ipak, on i njegovi kolege se nadaju kako će moći nastaviti svoj rad na temeljima ovog mladog područja znanosti. Stojanović vjeruje kako će njihov budući rad i ubuduće zahtijevati suradnju stručnjaka različitih područja, gdje će svaki od njih ponaosob dopridonijeti napretku istraživanja. "Izuzmete li bilo kojeg od nas, oduzet ćete doprinos jednog važnog područja znanosti što bi rezultiralo općim kolapsom ovog istraživanja, a sam članak ne bi bio na razini na kojoj je objavljen", objašnjava Stojanović.

Izvor: National Science Foundation

nanotehnologija roboti zdravlje popravak stanica znanost
Outlook 2019