研究人员创建3D DNA纳米机器人

小夏 科技 更新 2024-01-28

三维DNA工业纳米机器人。 **纽约周和中国宁波大学的研究人员表示,他们已经创造了由DNA构建的微型机器人,可以自我繁殖。

纳米机器人有朝一日可以搜索和破坏人类血液中的癌细胞,而无需进行手术或从海洋中收集有毒废物。

这个微小的机制非常小,以至于 1 可以放在一张纸的宽度上。

纳米级工业机器人具有作为制造平台的潜力,能够自动执行重复性任务,以一致的精度和准确性处理和生产纳米材料,“该项目的首席研究员,纽约大学物理系和中国科学院的工作人员Feng 周说。

周说,100纳米宽的机制操纵DNA链的不同部分,并正确地对齐它们,以便它们可以“焊接”在一起,然后继续进行下一步。 他们设计了一种在三维空间中折叠DNA的新方法,可以无限期地自我复制。

以前对DNA机器人的研究仅限于2D构建。

引入多轴精确折叠和定位作为纳米加工技术的工具将为更复杂和有用的纳米和微型设备打开大门,“周说。

在接受《新科学家》杂志采访时,专门研究纳米材料的化学教授安德鲁·苏尔曼(Andrew Surman)说:“组装这些东西很棘手。 在我们制造的合成物和生物分子中,物体如何折叠非常重要。 当东西折叠错误时,它们就不起作用。

周说,他的团队的工作建立在DNA纳米技术四十年的进步之上。 他指出了许多创新发明,包括机器、酶、自我复制器、计算机和核酸“步行者”——涉及纳米医学、生物样本的诊断传感和纳米机器人技术的应用。

我们的演示预示着纳米机器和机器人可以通过光和热进行编程和控制,以产生纳米级的生物相容性结构和设备,“他说。

英国普利茅斯大学的理查德·汉迪(Richard Handy)没有参与这项研究,他观察到,“这将是一种将酶或蛋白质添加到细胞中的方法,而细胞中的DNA不需要制造它。 有些人有遗传缺陷,他们不能制造酶,所以这可能是他们在组织中构建酶的一种。 如果你有很多人患有 2 型糖尿病和胰岛素分泌问题,也许你可以得到其中一个 DNA 支架来制造胰岛素。

科幻小说解决了纳米技术设备的发展问题,有时在世界末日的故事中。

E.埃里克·德雷克斯勒纳米技术研究的先驱埃里克·德雷克斯勒(Eric Drexler)在他2024年出版的《创造的引擎》(Engines of Creation)一书中想象了一个噩梦般的场景。

想象一下,这样一个复制器漂浮在一瓶化学品中,自我复制,“他说。 “第一个复制器在一千秒内组装一个副本,然后两个复制器在接下来的一千秒内再构建两个,四个复制器构建四个,八个复制器构建八个。 在十个小时结束时,不是68个新的复制器,而是超过<>亿个。 在不到一天的时间里,它们的重量将达到一吨; 在不到两天的时间里,它们将超越地球。

他创造了现在著名的术语“灰色粘液”,指的是纳米机器人的灾难性复制,最终消耗了所有的生物质。

周的报告“迈向3D DNA工业纳米机器人”发表在《科学机器人》杂志上。

更多信息:Feng 周等人,迈向3D DNA工业纳米机器人,科学机器人(2023)。 doi: 10.1126/scirobotics.adf1274

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