Американские и японские химики придумали способ управлять движением в жидкой среде биополимерных микрочастиц, в структуру которых входят ДНК-линкеры. Предложенный подход основан на принципе «искусственного метаболизма» — управляемого процесса полимеризации и гидролиза ДНК, за счет которого частица может двигаться даже против внешнего потока.

В будущем подобный метод может помочь при разработке микро- и нанороботов, способных к регенерации, пишут ученые в Science Robotics.

Один из наиболее популярных химических механизмов, который ученые используют для создания молекулярных моторов, — это взаимодействие между молекулами ДНК и ферментами. Реакции полимеризации или деполимеризации, транскрипция, разрезание и восстановление цепочек — все эти процессы могут использоваться, чтобы привести искусственно созданную систему из небольшого числа биомолекул в движение. Например, недавно ученые, руководствуясь подобными соображениями, создали молекулярный мотор из двух ДНК-колец и фермента, которые способны двигаться по заранее заданному маршруту за счет реакции синтеза РНК.

Большинство подобных молекулярных устройств, однако, пока нельзя назвать даже грубыми моделями живых систем: они нуждаются в очень точном внешнем контроле, а самостоятельно «принимать решения» о необходимости начала движения, изменения структуры или запуске химической реакции они не могут.

Чтобы сделать молекулярных роботов на основе ДНК более «живыми», группа химиков из США и Китая под руководством Дэна Луо (Dan Luo) из Корнеллского университета предложила поместить их в среду, в которой происходит искусственный метаболизм (то есть реакции синтеза и расщепления, регулирующие состояние крупных молекул).