Quantumrun

BILDA KREDITO:

iStock

Molekula robotiko: Ĉi tiuj mikroskopaj robotoj povas fari preskaŭ ĉion ajn

Esploristoj malkovras la flekseblecon kaj potencialon de DNA-bazitaj nanorobotoj.

Aŭtoro:
Aŭtora nomo
Quantumrun Foresight
Novembro 30, 2023

Enrigarda resumo

Molekula robotiko, interfaka projekto ĉe la interligo de robotiko, molekula biologio, kaj nanoteknologio, gvidita fare de la Wyss Institute de Harvard, propulsas la programadon de DNA-fadenoj en robotojn kapablaj je plenumado de komplikaj taskoj sur la molekula nivelo. Utiligante CRISPR-gen-redaktadon, ĉi tiuj robotoj povus revolucii drog-evoluon kaj diagnozon, kun entoj kiel Ultivue kaj NuProbe gvidantaj komercajn ekskursojn. Dum esploristoj esploras svarmojn de DNA-robotoj por kompleksaj taskoj, similaj al insektaj kolonioj, real-mondaj aplikoj daŭre estas ĉe la horizonto, promesante senekzemplan precizecon en medicinliverado, bonaĵo por nanoteknologia esplorado, kaj la potencialon por konstruado de molekulaj materialoj tra diversaj industrioj. .

Molekula robotika kunteksto

Esploristoj ĉe la Wyss Instituto por Biologie Inspirita Inĝenieristiko de Harvard University estis intrigitaj pri la aliaj eblaj uzkazoj de DNA, kiu povas kuniĝi en malsamajn formojn, grandecojn kaj funkciojn. Ili provis robotikon. Ĉi tiu malkovro fariĝis ebla ĉar DNA kaj robotoj kunhavas unu aferon - la kapablon esti programitaj por specifa celo. En la kazo de la robotoj, ili povas esti manipulitaj per binara komputilkodo, kaj en la kazo de DNA, kun nukleotidsekvencoj. En 2016, la Instituto kreis la Molekula Robotiko-Iniciaton, kiu kunigis robotikon, molekula biologion kaj nanoteknologiajn ekspertojn. Sciencistoj estis ekscititaj kun la relativa sendependeco kaj fleksebleco de molekuloj, kiuj povas mem-kunmeti kaj reagi en reala tempo al la medio. Ĉi tiu trajto signifas, ke ĉi tiuj programeblaj molekuloj povas esti uzataj por krei nanoskalajn aparatojn, kiuj povas havi uzkazojn tra malsamaj industrioj.

Molekula robotiko estas ebligita per la plej novaj sukcesoj en genetika esplorado, precipe la gen-redakta ilo CRISPR (clustered regule interspacigitaj mallongaj palindromaj ripetoj). Ĉi tiu ilo povas legi, redakti kaj tranĉi DNA-fadenojn laŭbezone. Kun ĉi tiu teknologio, DNA-molekuloj povas esti manipulitaj en eĉ pli precizajn formojn kaj karakterizaĵojn, inkluzive de biologiaj cirkvitoj kiuj povas detekti ajnan eblan malsanon en ĉelo kaj aŭtomate mortigi ĝin aŭ malhelpi ĝin iĝi kancero. Ĉi tiu ebleco signifas, ke molekulaj robotoj povas revolucii drog-evoluon, diagnozojn kaj terapiojn. Wyss Institute faras nekredeblan progreson kun ĉi tiu projekto, jam establante du komercajn kompaniojn: Ultivue por altprecizeca histobildigo kaj NuProbe por diagnozo de nukleaj acidoj.

Disrompa efiko

Unu el la ĉefaj avantaĝoj de molekula robotiko estas, ke ĉi tiuj etaj aparatoj povas interagi unu kun la alia por atingi pli kompleksajn celojn. Prenante signalojn de kolonioj de insektoj kiel formikoj kaj abeloj, esploristoj laboras pri evoluigado de svarmoj de robotoj kiuj povas formi kompleksajn formojn kaj plenumi taskojn komunikante unu kun la alia per infraruĝa lumo. Ĉi tiu speco de nanoteknologia hibrido, kie la limoj de DNA povas esti pliigitaj kun la komputa potenco de robotoj, povus havi plurajn aplikojn, inkluzive de pli efika datumstokado, kiu povas rezultigi pli malaltajn karbonemisiojn.

En julio 2022, studentoj de Kartvelia-bazita Emory University kreis molekulajn robotojn kun DNA-bazitaj motoroj kiuj povas moviĝi intencite en specifa direkto. La motoroj povis senti kemiajn ŝanĝojn en sia medio kaj scii kiam ĉesi moviĝi aŭ rekalibri direkton. La esploristoj diris, ke ĉi tiu malkovro estas granda paŝo al medicina testado kaj diagnozo ĉar svarmaj molekulaj robotoj nun povas komuniki motor-al-motoron. Ĉi tiu evoluo ankaŭ signifas, ke ĉi tiuj svarmoj povas helpi kontroli kronikajn malsanojn kiel diabeto aŭ hipertensio. Tamen, dum esplorado en ĉi tiu kampo donis kelkajn progresojn, la plej multaj sciencistoj konsentas, ke grandskalaj, realaj aplikoj de ĉi tiuj etaj robotoj ankoraŭ estas jaroj for.

Implicoj de molekula robotiko

Pli larĝaj implicoj de molekula robotiko povas inkludi:

Pli preciza esplorado pri homaj ĉeloj, inkluzive de povi liveri medikamentojn al specifaj ĉeloj.
Pliigitaj investoj en nanoteknologia esplorado, precipe de sanprovizantoj kaj grandaj farmaciaĵoj.
La industria sektoro povante konstrui kompleksajn maŝinarpartojn kaj provizojn uzante svarmon de molekulaj robotoj.
Pliigita malkovro de molekulaj materialoj, kiuj povas esti aplikataj sur io ajn, de vestaĵo ĝis konstrupartoj.
Nanorobotoj kiuj povas esti programitaj por ŝanĝi siajn komponantojn kaj acidecon, depende de ĉu ili devos labori en organismoj aŭ ekstere, igante ilin tre kostefikaj kaj flekseblaj laboristoj.