Forskere bruger DNA -tråde til at oprette en nanobot -computer inde i et levende dyr

(Phys.org) – Et team af forskere ved Bar-Ilan University i Israel har med succes demonstreret en evne til at bruge DNA-strenge til at skabe en nanobot-computer inde i et levende væsen – en kakerlak. I deres papir udgivet i Naturnanoteknologi , forskerne beskriver, hvordan de skabte flere nanobotstrukturer ved hjælp af DNA -tråde, sprøjtede dem ind i en levende kakerlak, så da de arbejdede sammen som en computer for at målrette en af ​​insektcellerne.

Tidligere forskning har vist, at DNA -tråde kan programmeres, efterligne kredsløb og endda løse simple matematiske problemer. Holdet i Israel har nu udvidet dette arbejde for at vise, at en sådan programmerbarhed kan bruges inde i en levende organisme til at udføre arbejde, såsom at ødelægge kræftceller.

DNA -tråde kan programmeres på grund af deres naturlige tendens til at reagere på forskellige proteiner. I denne nye indsats, holdet viklede DNA-strenge af og bandt dem derefter sammen i en kassestruktur af origami-typen. Kassen blev derefter "fyldt" med et enkelt kemisk molekyle. Næste, andre sådanne objekter blev skabt med det formål at interagere med både kassestrukturen og visse proteiner, der findes inde i kakerlakken. Hele pointen var at oprette flere scenarier, hvor boksen automatisk åbnes ved kollision med visse proteiner. Tilføjelse af flere nanostrukturer giver mulighed for at øge antallet af muligheder. For eksempel, hvis kassestrukturen kun åbner, hvis den støder på tre slags proteiner, en lavet naturligt af kakerlakken, og to andre båret af to forskellige DNA-origami-strukturer. Ved at blande kombinationerne, det er muligt at få boksen til at åbne ved hjælp af logiske operationer som AND, ELLER, IKKE (hvor æsken ikke åbnes, hvis et bestemt protein er til stede) osv., og det betyder selvfølgelig, at beregningsmæssige operationer kan udføres - alt sammen inde i en levende organisme.

I deres undersøgelse, forskerne fyldte origami -boksen med et kemikalie, der binder med hæmolymfmolekyler, som findes inde i en kakerlakversion af en blodbane. Alle de injicerede nanobotter var gennemsyret af en fluorescerende markør, så forskerne kunne følge deres fremskridt inde i kakerlakken. De rapporterer, at deres eksperimenter fungerede som forventet - de var i stand til at få kassen til at åbne eller ej, afhængigt af programmeringen af ​​hele flåden af ​​nanobotter, der blev sendt ind i insektet ved flere lejligheder under en række forskellige scenarier. Cleary imponerede over deres egne resultater, holdet foreslår, at lignende nanobot-computere kunne konstrueres og være klar til afprøvning i mennesker om så lidt som fem år.

© 2014 Phys.org