DNA로 구성된 작은 로봇

인세르ム, CNRS, 몬펠리에 대학의 구조 생물학 센터의 과학자들이 DNA로만 구성된 작은 로봇을 제작했습니다. 나노 로봇은 미시적 수준에서 적용되는 기계적 힘을 더 가까이 연구할 수 있게 해주며, 이는 다양한 생물학적 및 병리학적 과정에서 중요합니다.

이 연구는 네이처 커뮤니케이션즈에 발표되었습니다.

세포 기계 감각성

우리의 세포는 미시적 수준에서 작용하는 기계적 힘을 받습니다. 이러한 힘은 생물학적 신호를触发하며, 이는 우리 몸의 정상적인 기능이나某些 질병의 발달에 중요한 많은 세포 과정에 책임을 집니다.

세포 기계 감각성의 기능 장애는 영향을 받은 세포가 몸속에서 이동하며 기계적 특성을 감지하고 적응하는 다양한 질병에서 관찰됩니다. 이러한 적응은 기계 수용체가 세포의 세포골격에 정보를 전달하기 때문에 가능합니다.

현재 우리의 세포 기계 감각성에 대한 분자 기전에 대한 지식은 매우 제한적이므로, 인세르ム 연구자 가에탄 벨로(Gaëtan Bellot)가 이끄는 연구 팀은 대체 방법으로 알려진 DNA 오리기미 방법을 사용하기로 결정했습니다.

DNA 오리기미 방법

DNA 오리기미 방법은 DNA 분자를 건축 재료로 사용하여 미리 정의된 형태의 3D 나노 구조를 자체적으로 조립할 수 있습니다. 이 기술은 나노 기술 분야에서 주요 발전을 이루어 왔습니다.

연구 팀은 세포 크기와 호환되는 세 개의 DNA 오리기미 구조로 구성된 “나노 로봇”을 설계했습니다. 이는 처음으로 1 피코뉴턴의 해상도로 힘을 적용하고 제어할 수 있습니다. 1 뉴턴은 펜을 클릭하는 손가락의 힘과 비교할 수 있습니다.

새로운 개발은 인간이 만든 자체적으로 조립된 DNA 기반 객체가 이러한 수준의 정확도로 힘을 적용할 수 있는 최초의 사례입니다.

연구 팀은 로봇을 기계 수용체를 인식하는 분자와 결합시켰습니다. 이를 통해 로봇을 우리의 세포 중 일부에 направить할 수 있었으며, 세포 표면의 특정 기계 수용체에 힘을 가해 활성화할 수 있었습니다.

이 도구는 기본 연구에 매우 유용할 수 있습니다. 이는 세포 기계 감각성에 관여하는 분자 기전을 더 잘 이해하고, 기계적 힘에 민감한 새로운 세포 수용체를 발견하는 데 도움이 될 수 있습니다.

“피코뉴턴 힘을 vitro 및 vivo에서 적용할 수 있는 로봇의 설계는 과학 커뮤니티에서 증가하는需求을 충족하며, 주요 기술적 발전을 나타냅니다. 그러나 로봇의 생체 적합성은 in vivo 적용의 장점이 될 수 있지만, 효소에 의해 분해될 수 있는 DNA의 민감성으로 인한 약점이 될 수도 있습니다. 따라서 우리의 다음 단계는 로봇의 표면을 효소의 작용에 덜 민감하게 만들 수 있는 방법을 연구하는 것입니다. 우리는 또한, 예를 들어, 자기장과 같은 다른 로봇 활성화 모드를 찾으려고 할 것입니다.”라고 벨로트는 말합니다.