Robotika molekularra: robot mikroskopiko hauek ia edozer gauza egin dezakete

• Egilea:
• Egilearen izena

  Quantumrun Prospektiba
• Azaroaren 30, 2023

Ikuspegiaren laburpena

Robotika molekularra, robotika, biologia molekularra eta nanoteknologiaren arteko loturan dagoen diziplinarteko ekimena, Harvardeko Wyss Institutuak zuzendua, DNA kateen programazioa bultzatzen ari da maila molekularrean zeregin korapilatsuak egiteko gai diren robotetara. CRISPR gene-edizioa aprobetxatuz, robot hauek botiken garapena eta diagnostikoa iraul dezakete, Ultivue eta NuProbe bezalako entitateek merkataritza-sarrerak gidatuz. Ikertzaileak DNA-robot multzoak aztertzen ari diren bitartean zeregin konplexuetarako, intsektuen kolonien antzekoak, mundu errealeko aplikazioak oraindik horizontean daude, sendagaien entregan zehaztasun paregabea itxaroten dutenak, nanoteknologiaren ikerketarako mesedegarria eta hainbat industriatan material molekularrak eraikitzeko potentziala. .

Robotika molekularraren testuingurua

Harvard Unibertsitateko Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering-ko ikertzaileek DNAren beste erabilera-kasu potentzialekin interesatuta zeuden, forma, tamaina eta funtzio ezberdinetan bil daitezkeenak. Robotika probatu zuten. Aurkikuntza hau posible izan zen DNAk eta robotek gauza bat partekatzen dutelako: helburu zehatz baterako programatzeko gaitasuna. Roboten kasuan, kode informatiko bitar bidez manipula daitezke, eta DNAren kasuan, nukleotido-sekuentziekin. 2016an, Institutuak Molecular Robotics Initiative sortu zuen, robotika, biologia molekularra eta nanoteknologiako adituak bildu zituena. Zientzialariak hunkituta zeuden molekulen independentzia eta malgutasun erlatiboarekin, zeinak bere burua muntatu eta ingurunearekiko denbora errealean erreakzionatu dezaketen. Ezaugarri honek esan nahi du molekula programagarri hauek industria ezberdinetan erabilera kasuak izan ditzaketen nanoeskalako gailuak sortzeko erabil daitezkeela.

Robotika molekularra ikerketa genetikoko azken aurrerapenek ahalbidetzen dute, bereziki CRISPR geneak editatzeko tresnak (erregularki tartekaturiko errepikapen palindromiko laburrak multzokatuta). Tresna honek DNA kateak irakurri, editatu eta moztu ditzake beharren arabera. Teknologia honekin, DNA molekulak forma eta ezaugarri zehatzagoetara manipula daitezke, zelula batean balizko edozein gaixotasun antzeman dezaketen zirkuitu biologikoak barne, eta automatikoki hil edo minbizi bihurtzeari uzteko. Aukera horrek esan nahi du robot molekularrek botiken garapena, diagnostikoak eta terapia iraul dezaketela. Wyss Institutua izugarrizko aurrerapena egiten ari da proiektu honekin, eta dagoeneko bi enpresa komertzial ezarri ditu: Ultivue zehaztasun handiko ehunen irudigintzarako eta NuProbe azido nukleikoen diagnostikorako.

Eragin disruptiboa

Robotika molekularraren abantaila nagusietako bat gailu txiki hauek elkarren artean elkarreragin dezaketela da, helburu konplexuagoak lortzeko. Inurriak eta erleak bezalako intsektu-kolonien seinaleak hartuta, ikertzaileak forma konplexuak osa ditzaketen robot-multzoak garatzen ari dira eta elkarren artean argi infragorriaren bidez komunikatuz eginkizunak osatzeko. Nanoteknologia hibrido mota honek, non DNAren mugak roboten konputazio-ahalmenarekin areagotu daitezkeen, hainbat aplikazio izan ditzake, besteak beste, karbono-igorpen txikiagoak eragin ditzakeen datuen biltegiratze eraginkorragoa.

2022ko uztailean, Georgiako Emory Unibertsitateko ikasleek DNAn oinarritutako motordun robot molekularrak sortu zituzten, nahita norabide zehatz batean mugi daitezkeenak. Motorek beren inguruneko aldaketa kimikoak hautematen zituzten eta mugitzeari utzi edo norabidea berriro kalibratu behar zuten jakin zuten. Ikertzaileek esan dutenez, aurkikuntza hau medikuntza probak eta diagnostikorako urrats handia da, zeren eta robot molekularrak orain motor-to-motor komunika daitezkeelako. Garapen honek ere esan nahi du multzo hauek diabetesa edo hipertentsioa bezalako gaixotasun kronikoak kontrolatzen lagun dezaketela. Hala ere, arlo honetako ikerketek aurrerapen batzuk eman dituzten arren, zientzialari gehienek onartzen dute robot txiki hauen eskala handiko eta mundu errealeko aplikazioak urte batzuk falta direla oraindik.

Robotika molekularraren inplikazioak

Robotika molekularraren ondorio zabalagoak izan daitezke: 

• Giza zelulei buruzko ikerketa zehatzagoa, zelula zehatzetara sendagaiak emateko gai izatea barne.
• Inbertsioak areagotu dira nanoteknologiaren ikerketan, batez ere osasun-hornitzaileek eta farmazia handiek.
• Industria-sektorea robot molekular multzo baten bidez makineria konplexuak eta hornigaiak eraikitzeko gai izatea.
• Molekularrean oinarritutako materialen aurkikuntza areagotu da, edozertan aplika daitezkeenak, arropetatik hasi eta eraikuntza-piezetaraino.
• Osagaiak eta azidotasuna aldatzeko programatu daitezkeen nanorobotak, organismoetan edo kanpoan lan egin beharko dutenaren arabera, oso errentagarri eta langile malgu bihurtuz.

Iruzkintzeko galderak

• Zeintzuk dira robot molekularren beste onura potentzialak industrian?
• Zeintzuk dira robot molekularren beste onura potentzialak biologian eta osasungintzan?