روبوت صغير مصنوع بالكامل من الحمض النووي

تم بناء روبوت صغير بالكامل من الحمض النووي بواسطة علماء من Inserm و CNRS و Université de Montpellier في مركز البيولوجيا الإنشائية في مونبلييه. يمكن أن يؤدي الروبوت النانوي إلى دراسة أوثق للقوى الميكانيكية المطبقة على المستويات المجهرية ، والتي تعتبر مهمة لمختلف العمليات البيولوجية والمرضية. 

ونشرت الدراسة في طبيعة الاتصالات. 

الحساسية الميكانيكية الخلوية 

تواجه خلايانا قوى ميكانيكية يتم إجراؤها على نطاق مجهري ، وتطلق هذه القوى إشارات بيولوجية ضرورية للعديد من العمليات الخلوية المسؤولة عن الأداء الطبيعي لجسمنا أو تطور بعض الأمراض. 

يرتبط الخلل الوظيفي في الحساسية الميكانيكية الخلوية بأمراض مختلفة حيث تهاجر الخلايا المصابة داخل الجسم عن طريق المحيط والتكيف مع الخصائص الميكانيكية لبيئتها المكروية. هذا التكيف ممكن فقط لأن قوى معينة تكتشفها المستقبلات الميكانيكية ، التي تنقل المعلومات إلى الهيكل الخلوي للخلية. 

معرفتنا الحالية بالآليات الجزيئية المرتبطة بالحساسية الميكانيكية للخلايا محدودة للغاية ، لذلك قرر فريق البحث بقيادة الباحث في Inserm Gaëtan Bellot في مركز البيولوجيا الإنشائية (Inserm / CNRS / Université de Montpellier) استخدام طريقة بديلة يشار إليها باسم DNA طريقة اوريغامي. 

طريقة الحمض النووي اوريغامي 

تتيح طريقة اوريغامي للحمض النووي التجميع الذاتي للهياكل النانوية ثلاثية الأبعاد في شكل محدد مسبقًا باستخدام جزيء الحمض النووي كمواد بناء. كانت هذه التقنية مسؤولة عن التطورات الرئيسية في مجال تكنولوجيا النانو. 

استخدم الفريق طريقة لتصميم "روبوت نانوي" يتكون من ثلاثة هياكل أوريغامي للحمض النووي. إنه متوافق مع حجم خلية بشرية ، وللمرة الأولى ، يجعل من الممكن تطبيق قوة والتحكم فيها بدقة 1 بيكونيوتن ، أي واحد تريليون من نيوتن. يمكن مقارنة نيوتن واحد بقوة ضغط الإصبع على القلم. 

التطور الجديد هو المرة الأولى التي يمكن فيها لجسم قائم على الحمض النووي من صنع الإنسان وتجميعه ذاتيًا أن يطبق القوة بهذا المستوى من الدقة. 

قام الفريق بربط الروبوت بجزيء يتعرف على المستقبلات الميكانيكية ، مما جعل من الممكن توجيه الروبوت إلى بعض خلايانا. يمكنهم أيضًا تطبيق قوى على وجه التحديد على المستقبلات الميكانيكية المستهدفة المترجمة على سطح الخلايا لتنشيطها. 

يمكن أن تثبت الأداة قيمة عالية للبحث الأساسي. يمكن أن يساعد الخبراء على فهم الآليات الجزيئية المتضمنة في الحساسية الميكانيكية للخلية بشكل أفضل ، وكذلك يؤدي إلى اكتشاف مستقبلات خلوية جديدة حساسة للقوى الميكانيكية. 

"إن تصميم الروبوت الذي يمكّن التطبيق المختبري والحيوي لقوى البيكونيوتن يلبي طلبًا متزايدًا في المجتمع العلمي ويمثل تقدمًا تقنيًا كبيرًا. ومع ذلك ، يمكن اعتبار التوافق الحيوي للروبوت ميزة للتطبيقات في الجسم الحي ولكنه قد يمثل أيضًا ضعفًا في الحساسية تجاه الإنزيمات التي يمكن أن تؤدي إلى تدهور الحمض النووي. لذا فإن خطوتنا التالية ستكون دراسة كيف يمكننا تعديل سطح الروبوت بحيث يكون أقل حساسية لعمل الإنزيمات. سنحاول أيضًا العثور على طرق أخرى لتنشيط الروبوت باستخدام مجال مغناطيسي ، على سبيل المثال ، "كما يقول بيلوت.