Учёные из Университета Северной Каролины создали крошечные роботы из ДНК, которые ведут себя, как живые организмы — распускаются, закрываются и реагируют на изменения среды.
Они выглядят как миниатюрные цветы, но состоят не из лепестков, а из молекул ДНК и неорганических кристаллов. Эти мягкие микророботы способны мгновенно менять форму, реагируя на внешние условия.
Исследователи назвали их «ДНК-цветами» — динамическими структурами, которые могут открываться и закрываться всего за несколько секунд, словно живые существа. Каждый такой цветок содержит ДНК-программу, управляющую его поведением.
При изменении кислотности или других параметров среды он способен «решать», что делать дальше: раскрыться, свернуться или запустить химическую реакцию.
Молекулы с интеллектом
«Мы создаём материалы, которые могут мыслить, двигаться и адаптироваться, как живые системы», — объясняет доктор Ронит Фриман, руководитель проекта.
Учёные вдохновлялись природой — тем, как распускаются цветы, как дышат кораллы и растут ткани. Их цель — перенести эту природную мудрость в технологию, которая может стать революцией в медицине.
Представьте капсулу, которая попадает в организм, сама находит больной участок и активирует лекарство только там, где нужно. А после выздоровления — самостоятельно останавливает лечение. Именно это и обещают новые ДНК-материалы.
Как это работает
Внутри кристалла ДНК организована в узор, напоминающий лепестки. Когда среда становится более кислой — как, например, в опухолевой ткани — участки ДНК сворачиваются, и цветок закрывается.
Такое движение можно использовать, чтобы высвобождать лекарства или даже брать микроскопические пробы. Когда условия нормализуются, цветок вновь «распускается», готовый к следующему циклу.
Медицина будущего и не только
Хотя технология находится на ранней стадии, потенциал её огромен.
В медицине ДНК-цветы могут стать «умными агентами», доставляющими лекарства к опухолям, расщепляющими тромбы или очищающими кровь.
Но их возможности не ограничиваются медициной. Эти наноструктуры могут очищать воду от токсинов, выделяя реагенты при обнаружении загрязнений, а затем безопасно растворяться.
А ещё они способны хранить данные: по оценкам учёных, всего чайная ложка ДНК-материала может вместить до двух триллионов гигабайт информации — экологичный и сверхплотный способ хранения данных будущего.
На границе живого и искусственного
Создание ДНК-цветов — это не просто технологический прорыв. Это шаг к материалам, которые ощущают мир и реагируют на него, стирая границу между биологией и машиной.
«Мы учимся у природы. Цветок, который открывается на рассвете, — это тоже алгоритм, только созданный эволюцией. Мы пытаемся перевести этот язык на язык науки», — говорит Фриман.
По материалам: Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и журнала Nature Nanotechnology
