Разработан первый ДНК-ротор
Нидерландские ученые из Делфтского технологического университета разработали ДНК-машину, которая представляет собой аналог роторного двигателя. В будущем эта технология может стать основой для других наноразмерных роботов. Исследование опубликовано в журнале Nature Physics.
Человеческая цивилизация тысячелетиями использовала роторные двигатели. На такой технологии основана работа мельниц и водяных колес, а также современных ветрогенераторов. В то же время подобные структуры встречаются и в природе. Примером может послужить фермент F0F1-АТФ-синтаза, который участвует в процессе получения энергии клетками. Тем не менее до этого исследователям не удавалось получить подобные наноразмерные структуры искусственно.
Теперь же нидерландские исследователи впервые разработали ДНК-машину, которая напоминает роторный двигатель. Для этого они использовали технологию ДНК-оригами, с помощью которой можно собирать 2D- и 3D-нанообъекты за счет комплементарных взаимодействий между олигонуклеотидами. В этом нанороботе ДНК-структура была нанесена на нанопору — отверстие в тонкой мембране. При этом ДНК самоорганизуется в электрическом поле и может развивать скорость вращения 10 об./сек. Полученный наноробот способен извлекать энергию из тока ионов, который можно создать за счет приложенного напряжения или за счет градиента ионов на разных сторонах мембраны.
Используя полученные знания, ученые разработали также наноразмерную турбину из ДНК. Ее размер составляет всего 25 нм, то есть она не больше отдельного белка. Кроме того, с помощью такой ДНК-машины можно переносить другие молекулы.
Результаты работы в дальнейшем помогут в имитации белков вроде АТФ-синтазы и в разработке наноразмерных роботов.