Робот из молекулы ДНК смог пройти около 50 шагов

Группа учёных под руководством Милана Стояновича (Milan Stojanovic) из Колумбийского университета сконструировали из молекулы ДНК четырёхногого робота, способного перемещаться самостоятельно по заданному маршруту. Во время опытов паукообразный механизм самостоятельно сделал около 50 шагов, переместившись на расстояние 100 нанометров (раньше ни один наноробот не мог сделать больше трёх шагов).



Программирование маршрута робота выполняется по специальной матрице. Зелёная точка — стартовая позиция, коричневые точки — маркеры движения, красные точки — контроль и остановка.
Механика ходьбы основана на том, что на трёх ногах робота прикреплены фрагменты фермента ДНК-полимеразы, из него же сделаны маркеры маршрута. Четвёртая ножка требуется для торможения и остановки на «красных» маркерах.

Свойства ДНК-полимеразы таковы, что ножки робота притягиваются к точкам маршрута и отрезают от них кусочек. После этого данный маркер становится «пройденным» и ножка к нему больше не притягивается. Другая ножка автоматически нащупывает следующий маркер на маршруте, и там процесс повторяется. Процесс идёт очень медленно, но верно. Таким образом, можно обеспечить непрерывное перемещение робота по любой траектории, помеченной маркерами.

Это важное открытие на пути к созданию автономных сборочных производств в наномасштабе. Кроме того, в будущем станет возможным создание молекулярных роботов, которые смогут функционировать в организме человека. Например, доставляя лекарства в отдельные клетки или делая мелкий ремонт в организме (по мнению Стояновича, такое станет возможным, наверное, через 100 лет).

Результаты своей работы учёные опубликовали в журнале Nature. Программный код маркеров и других элементов опубликован в приложении к статье.