רובוטיקה מולקולרית: הרובוטים המיקרוסקופיים האלה יכולים לעשות כמעט הכל
רובוטיקה מולקולרית: הרובוטים המיקרוסקופיים האלה יכולים לעשות כמעט הכל
רובוטיקה מולקולרית: הרובוטים המיקרוסקופיים האלה יכולים לעשות כמעט הכל
- מְחַבֵּר:
- 30 בנובמבר 2023
סיכום תובנה
רובוטיקה מולקולרית, מיזם בינתחומי בקשר של רובוטיקה, ביולוגיה מולקולרית וננוטכנולוגיה, בראשות מכון Wyss של הרווארד, מניע את התכנות של גדילי DNA לרובוטים המסוגלים לבצע משימות מורכבות ברמה המולקולרית. בעזרת מינוף עריכת גנים של CRISPR, רובוטים אלה יכולים לחולל מהפכה בפיתוח תרופות ובאבחון, כאשר ישויות כמו Ultivue ו-NuProbe מובילות גיחות מסחריות. בעוד החוקרים בוחנים נחילי רובוטי DNA עבור משימות מורכבות, הדומות למושבות חרקים, יישומים מהעולם האמיתי עדיין באופק, ומבטיחים דיוק שאין שני לו במתן תרופות, ברכה למחקר ננוטכנולוגיה ופוטנציאל לבניית חומרים מולקולריים בתעשיות שונות .
הקשר רובוטיקה מולקולרית
חוקרים ממכון וויס להנדסה בהשראה ביולוגית באוניברסיטת הרווארד הסתקרנו לגבי מקרי השימוש הפוטנציאליים האחרים של DNA, שיכול להרכיב צורות, גדלים ותפקוד שונים. הם ניסו רובוטיקה. הגילוי הזה התאפשר בגלל ש-DNA ורובוטים חולקים דבר אחד - היכולת להיות מתוכנת למטרה מסוימת. במקרה של הרובוטים, ניתן לתמרן אותם באמצעות קוד מחשב בינארי, ובמקרה של DNA, עם רצפי נוקלאוטידים. בשנת 2016, המכון יצר את יוזמת רובוטיקה מולקולרית, אשר הפגישה מומחי רובוטיקה, ביולוגיה מולקולרית וננוטכנולוגיה. מדענים התלהבו מהעצמאות והגמישות היחסית של מולקולות, שיכולות להרכיב ולהגיב בזמן אמת לסביבה. תכונה זו פירושה שניתן להשתמש במולקולות הניתנות לתכנות אלה כדי ליצור מכשירים ננומטריים שיכולים להיות מקרי שימוש בתעשיות שונות.
רובוטיקה מולקולרית מתאפשרת על ידי פריצות הדרך האחרונות במחקר הגנטי, במיוחד הכלי לעריכת הגנים CRISPR (מקבצים חזרות פלינדרום קצרות ברווחים קבועים). כלי זה יכול לקרוא, לערוך ולחתוך גדילי DNA לפי הצורך. בעזרת טכנולוגיה זו, ניתן לתמרן מולקולות DNA לצורות ומאפיינים מדויקים עוד יותר, כולל מעגלים ביולוגיים שיכולים לזהות כל מחלה אפשרית בתא ולהרוג אותו אוטומטית או למנוע ממנו להפוך לסרטני. אפשרות זו פירושה שרובוטים מולקולריים יכולים לחולל מהפכה בפיתוח התרופות, האבחונים והטיפולים. מכון Wyss מתקדם בצורה מדהימה עם הפרויקט הזה, וכבר מקים שתי חברות מסחריות: Ultivue להדמיית רקמות ברמת דיוק גבוהה ו-NuProbe לאבחון חומצות גרעין.
השפעה משבשת
אחד היתרונות העיקריים של רובוטיקה מולקולרית הוא שהמכשירים הזעירים האלה יכולים לקיים אינטראקציה זה עם זה כדי להשיג מטרות מורכבות יותר. החוקרים שוקדים על מושבות של חרקים כמו נמלים ודבורים ומפתחים נחילי רובוטים שיכולים ליצור צורות מורכבות ולהשלים משימות על ידי תקשורת זה עם זה באמצעות אור אינפרא אדום. סוג זה של היברידית ננוטכנולוגיה, שבה ניתן להגביר את גבולות ה-DNA עם כוח המחשוב של רובוטים, יכולים להיות מספר יישומים, כולל אחסון נתונים יעיל יותר שיכול לגרום לפליטת פחמן נמוכה יותר.
ביולי 2022, סטודנטים מאוניברסיטת אמורי שבסיסה בג'ורג'יה יצרו רובוטים מולקולריים עם מנועים מבוססי DNA שיכולים לנוע בכוונה בכיוון מסוים. המנועים הצליחו לחוש בשינויים כימיים בסביבתם ולדעת מתי להפסיק לנוע או לכייל מחדש את הכיוון. החוקרים אמרו שהתגלית הזו היא צעד גדול לקראת בדיקות רפואיות ואבחון מכיוון שרובוטים מולקולריים של נחיל יכולים כעת לתקשר בין מנוע למנוע. התפתחות זו פירושה גם שנחילים אלו יכולים לסייע בשליטה במחלות כרוניות כמו סוכרת או יתר לחץ דם. עם זאת, בעוד מחקר בתחום זה הניב התקדמות מסוימת, רוב המדענים מסכימים שיישומים בקנה מידה גדול בעולם האמיתי של הרובוטים הזעירים הללו עדיין נמצאים במרחק של שנים.
השלכות של רובוטיקה מולקולרית
השלכות רחבות יותר של רובוטיקה מולקולרית עשויות לכלול:
- מחקר מדויק יותר על תאים אנושיים, כולל היכולת להעביר תרופות לתאים ספציפיים.
- הגדלת ההשקעות במחקר ננוטכנולוגיה, במיוחד על ידי ספקי שירותי בריאות ופארמה גדולה.
- המגזר התעשייתי מסוגל לבנות חלקי מכונות מורכבים ואספקה באמצעות נחיל של רובוטים מולקולריים.
- גילוי מוגבר של חומרים על בסיס מולקולרי שניתן ליישם על כל דבר, מלבוש ועד חלקי בנייה.
- ננו-רובוטים שניתן לתכנת לשנות את הרכיבים והחומציות שלהם, תלוי אם הם יידרשו לעבוד באורגניזמים או בחוץ, מה שהופך אותם לעובדים חסכוניים וגמישים ביותר.
שאלות להגיב עליהן
- מהם היתרונות הפוטנציאליים האחרים של רובוטים מולקולריים בתעשייה?
- מהם היתרונות הפוטנציאליים האחרים של רובוטים מולקולריים בביולוגיה ובבריאות?
הפניות לתובנות
הקישורים הפופולריים והמוסדיים הבאים קיבלו התייחסות לתובנה זו:
