Փոքրիկ ռոբոտը կառուցվել է ամբողջությամբ ԴՆԹ-ից

Փոքրիկ ռոբոտը կառուցվել է ամբողջությամբ ԴՆԹ-ից՝ Inserm-ի, CNRS-ի և Université de Montpellier-ի գիտնականների կողմից Մոնպելյեի Կառուցվածքային կենսաբանության կենտրոնում: Նանոռոբոտը կարող է հանգեցնել մանրադիտակային մակարդակներում կիրառվող մեխանիկական ուժերի ավելի սերտ ուսումնասիրության, որոնք կարևոր են տարբեր կենսաբանական և պաթոլոգիական գործընթացների համար: 

Ուսումնասիրությունը հրապարակվել է Բնություն Communications. 

Բջջային մեխանիկական զգայունություն 

Մեր բջիջները դիմագրավում են մեխանիկական ուժեր, որոնք գործադրվում են մանրադիտակային մասշտաբով, և այդ ուժերը հրահրում են կենսաբանական ազդանշաններ, որոնք էական են բազմաթիվ բջջային գործընթացների համար, որոնք պատասխանատու են մեր մարմնի բնականոն գործունեության կամ որոշ հիվանդությունների զարգացման համար: 

Բջջային մեխանիկական զգայունության դիսֆունկցիան ներգրավված է տարբեր հիվանդությունների մեջ, որտեղ ազդված բջիջները գաղթում են մարմնի ներսում՝ շրջապատելով և հարմարվելով իրենց միկրոմիջավայրի մեխանիկական հատկություններին: Այս հարմարվողականությունը հնարավոր է միայն այն պատճառով, որ հատուկ ուժեր հայտնաբերվում են մեխանոռեցեպտորների կողմից, որոնք տեղեկատվությունը փոխանցում են բջջային ցիտոկմախքին: 

Բջջային մեխանիկական զգայունության մեջ ներգրավված մոլեկուլային մեխանիզմների վերաբերյալ մեր ներկայիս գիտելիքները շատ սահմանափակ են, ուստի Կառուցվածքային կենսաբանության կենտրոնում (Inserm/CNRS/Université de Montpellier) Inserm հետազոտող Գաետան Բելոտի գլխավորած հետազոտական ​​թիմը որոշեց օգտագործել այլընտրանքային մեթոդ, որը կոչվում է ԴՆԹ: origami մեթոդ. 

ԴՆԹ Օրիգամիի մեթոդ 

ԴՆԹ-ի օրիգամիի մեթոդը հնարավորություն է տալիս ինքնուրույն հավաքել 3D նանոկառուցվածքները նախապես սահմանված ձևով՝ օգտագործելով ԴՆԹ-ի մոլեկուլը որպես շինանյութ: Տեխնիկան պատասխանատու է նանոտեխնոլոգիայի ոլորտում մեծ առաջընթացի համար: 

Թիմն օգտագործել է մեթոդը «նանո-ռոբոտի» նախագծման համար, որը բաղկացած է ԴՆԹ օրիգամիի երեք կառուցվածքներից: Այն համատեղելի է մարդկային բջջի չափերի հետ և առաջին անգամ հնարավորություն է տալիս կիրառել և կառավարել 1 պիկոնևտոն թույլատրելի ուժ, որը Նյուտոնի մեկ տրիլիոներորդն է։ Մեկ Նյուտոնը կարելի է համեմատել գրիչի վրա սեղմող մատի ուժի հետ: 

Նոր զարգացումը առաջին դեպքն է, երբ մարդու կողմից ստեղծված և ինքնուրույն հավաքված ԴՆԹ-ի վրա հիմնված առարկան կարող է ուժ կիրառել այս մակարդակի ճշգրտությամբ: 

Թիմը ռոբոտին միացրել է մեխանոռեցեպտորը ճանաչող մոլեկուլ, ինչը հնարավորություն է տվել ռոբոտին ուղղորդել մեր որոշ բջիջներ: Նրանք կարող էին նաև հատուկ ուժեր կիրառել բջիջների մակերեսի վրա տեղայնացված թիրախային մեխանորընկալիչների վրա՝ դրանք ակտիվացնելու համար: 

Գործիքը կարող է շատ արժեքավոր լինել հիմնարար հետազոտության համար: Այն կարող է օգնել փորձագետներին ավելի լավ հասկանալ մոլեկուլային մեխանիզմները, որոնք ներգրավված են բջիջների մեխանիկական զգայունության մեջ, ինչպես նաև հանգեցնել մեխանիկական ուժերի նկատմամբ զգայուն բջջային նոր ընկալիչների հայտնաբերմանը: 

«Ռոբոտի նախագծումը, որը հնարավորություն է տալիս in vitro և in vivo piconewton ուժերի կիրառմանը, բավարարում է գիտական ​​հանրության աճող պահանջարկը և ներկայացնում է տեխնոլոգիական մեծ առաջընթաց: Այնուամենայնիվ, ռոբոտի կենսահամատեղելիությունը կարելի է համարել և՛ առավելություն in vivo հավելվածների համար, այլ նաև կարող է ներկայացնել թուլություն՝ զգայունությամբ ֆերմենտների նկատմամբ, որոնք կարող են քայքայել ԴՆԹ-ն: Այսպիսով, մեր հաջորդ քայլը կլինի ուսումնասիրել, թե ինչպես կարող ենք փոփոխել ռոբոտի մակերեսը, որպեսզի այն ավելի քիչ զգայուն լինի ֆերմենտների գործողության նկատմամբ: Մենք կփորձենք նաև գտնել մեր ռոբոտի ակտիվացման այլ եղանակներ՝ օգտագործելով, օրինակ, մագնիսական դաշտը»,- ասում է Բելլոտը։