Robotika molekular: Robot mikroskopis ieu tiasa ngalakukeun naon waé

• Author:
• Ngaran pangarang

  Quantumrun tetempoan
• November 30, 2023

Ringkesan wawasan

Robotika molekular, usaha interdisipliner dina hubungan robotika, biologi molekular, sareng nanotéhnologi, anu dipingpin ku Harvard's Wyss Institute, ngadorong program untaian DNA kana robot anu sanggup ngalaksanakeun tugas rumit dina tingkat molekular. Ngamangpaatkeun panyuntingan gén CRISPR, robot-robot ieu tiasa ngarévolusi pamekaran sareng diagnostik ubar, kalayan éntitas sapertos Ultivue sareng NuProbe ngarah kana komersil. Nalika panaliti ngajalajah rombongan robot DNA pikeun tugas anu kompleks, mirip sareng koloni serangga, aplikasi dunya nyata masih aya di cakrawala, ngajangjikeun akurasi anu teu aya tandinganna dina pangiriman ubar, anugerah pikeun panalungtikan nanotéhnologi, sareng poténsi pikeun ngawangun bahan molekular dina sagala rupa industri. .

Kontéks robotika molekular

Panaliti di Harvard University's Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering ieu intrigued dina kasus pamakéan poténsi séjén DNA, nu bisa ngumpul kana wangun béda, ukuran, jeung fungsi. Aranjeunna nyobian robotics. Papanggihan ieu dimungkinkeun kusabab DNA sareng robot ngabagi hiji hal - kamampuan pikeun diprogram pikeun tujuan anu khusus. Dina kasus robot, aranjeunna tiasa dimanipulasi ngaliwatan kode komputer binér, sareng dina kasus DNA, kalayan sekuen nukléotida. Dina 2016, Institut nyiptakeun Molecular Robotics Initiative, anu ngahijikeun robotika, biologi molekular, sareng ahli nanotéhnologi. Élmuwan gumbira kalayan kamerdikaan relatif sareng kalenturan molekul, anu tiasa ngumpul sareng ngaréaksikeun sacara real-time ka lingkungan. Fitur ieu ngandung harti yén molekul anu tiasa diprogram ieu tiasa dianggo pikeun nyiptakeun alat skala nano anu tiasa gaduh kasus pamakean dina industri anu béda.

Robotika molekular diaktipkeun ku terobosan panganyarna dina panalungtikan genetik, khususna alat panyuntingan gén CRISPR (clustered regular interspaced short palindromic repeats). Alat ieu tiasa maca, ngédit, sareng motong untaian DNA upami diperyogikeun. Kalayan téknologi ieu, molekul DNA tiasa dimanipulasi janten bentuk sareng ciri anu langkung tepat, kalebet sirkuit biologis anu tiasa ngadeteksi sagala panyakit poténsial dina sél sareng otomatis maéhan atanapi ngeureunkeunana janten kanker. Kamungkinan ieu ngandung harti yén robot molekular tiasa ngarobih pangembangan ubar, diagnosis, sareng terapi. Wyss Institute geus nyieun kamajuan luar biasa jeung proyék ieu, geus ngadegkeun dua pausahaan komérsial: Ultivue pikeun-precision tinggi jaringan Imaging jeung NuProbe pikeun diagnostics asam nukléat.

Dampak ngaganggu

Salah sahiji kauntungan utama robotika molekular nyaéta yén alat-alat alit ieu tiasa saling berinteraksi pikeun ngahontal tujuan anu langkung kompleks. Nyokot cues ti koloni serangga kawas sireum jeung nyiruan, peneliti keur dipake dina ngamekarkeun swarms robot nu bisa ngabentuk wangun kompléks jeung tugas lengkep ku komunikasi saling ngaliwatan cahaya infra red. Jenis hibrida nanotéhnologi ieu, dimana wates DNA tiasa ditambah ku kakuatan komputasi robot, tiasa gaduh sababaraha aplikasi, kalebet panyimpen data anu langkung éfisién anu tiasa nyababkeun émisi karbon anu langkung handap.

Dina Juli 2022, mahasiswa ti Universitas Emory basis Géorgia nyiptakeun robot molekular kalayan motor dumasar DNA anu tiasa ngahaja gerak dina arah anu khusus. Motor éta tiasa ngaraosan parobihan kimia di lingkunganana sareng terang iraha kedah lirén gerak atanapi kalibrasi deui arah. Panaliti nyatakeun yén penemuan ieu mangrupikeun léngkah anu ageung pikeun nguji médis sareng diagnostik sabab robot molekular ngagimbung ayeuna tiasa komunikasi motor-to-motor. Kamajuan ieu ogé ngandung harti yén ngagimbung ieu tiasa ngabantosan ngontrol panyakit kronis sapertos diabetes atanapi hipertensi. Sanajan kitu, bari panalungtikan dina widang ieu geus yielded sababaraha kamajuan, lolobana élmuwan satuju yén skala badag, aplikasi dunya nyata robot leutik ieu masih taun jauh.

Implikasi robotika molekular

Implikasi anu langkung ageung tina robotika molekular tiasa kalebet: 

• Panaliti anu langkung akurat ngeunaan sél manusa, kalebet tiasa ngirim obat ka sél khusus.
• Ngaronjatkeun Investasi dina panalungtikan nanotéhnologi, khususna ku panyadia kasehatan sareng farmasi ageung.
• Sektor industri tiasa ngawangun bagian-bagian mesin rumit sareng suplai nganggo ngagimbung robot molekular.
• Ngaronjatkeun panemuan bahan dumasar molekular anu tiasa diterapkeun dina naon waé, tina pakean dugi ka bagian konstruksi.
• Nanorobots anu tiasa diprogram pikeun ngarobih komponén sareng kaasamanna, gumantung kana naha aranjeunna bakal diwajibkeun damel di organisme atanapi di luar, ngajantenkeun aranjeunna biaya-éféktif sareng fléksibel.

Patarosan pikeun mairan

• Naon mangpaat poténsi séjén tina robot molekular di industri?
• Naon mangpaat poténsi séjén tina robot molekular dina biologi sareng kasehatan?