Schopnost manipulovat s miniaturními částicemi v mikro nebo dokonce nano rozměrech je něco, co lidstvo stále ještě úplně uspokojivě neovládlo. Američtí vědci teď přišli s překvapivě jednoduchým řešením: napodobili lidskou ruku.
Zachytit virus pomocí miniaturní paže tvořené jediným vláknem DNA poskládaným jako origami do podoby čtyřprsté ruky se podařilo americkým vědcům z University of Illinois Urbana-Champaign. Cílem bylo vyrobit miniaturní nástroj, který bude schopný interagovat s viry, bude je pomáhat odhalovat a dokonce by mohl zabránit jejich vstupu do buněk – podobně, jako když si člověk zakryje ústa.
Vědci se při tvorbě tohoto nástroje inspirovali úchopovou silou lidské ruky a ptačích drápů. Výsledkem je „stroj“, kterému dali jméno NanoGripper, se čtyřmi ohebnými prsty a dlaní, vše v jedné nanostruktuře složené z jediného kusu DNA. Každý prst má tři klouby, stejně jako lidský prst. A má i podobnou pohyblivost.
Experiment vedený profesorem Xinem Wangem je už nyní tak úspěšný, že tým kolem něj má i smělejší cíle: nanoruka by mohla pohmatem rozpoznávat povrchové vlastnosti buněk a v sevřené pěstičce by přitom mohla svírat účinný lék. Výsledkem by tak mohlo být velmi přesné podávání léků například pro léčbu rakoviny.
DNA je skvělý stavební materiál
„Chtěli jsme vyrobit robota z měkkého materiálu v nanorozměrech s funkcemi uchopení, které dosud nikdo neviděl, pro interakci s buňkami, viry a dalšími molekulami pro biomedicínské aplikace,“ vysvětlil Wang. „DNA využíváme pro její strukturální vlastnosti. Je pevná, pružná, programovatelná. Přesto i v oblasti DNA origami jde o novinku, pokud jde o princip konstrukce. Skládáme jedno dlouhé vlákno DNA tam a zpět, abychom v jednom kroku vytvořili všechny prvky, statické i pohyblivé části,“ nastínil.
Prsty obsahují oblasti zvané DNA aptamery, které jsou speciálně naprogramovány tak, aby se vázaly na molekulární cíle a spustily ohyb prstů tak, aby se kolem cíle ovinuly. Na opačné straně, kde by bylo zápěstí, se může NanoGripper připojit k povrchu nebo jinému většímu komplexu pro biomedicínské aplikace, jako je snímání nebo dodávání léků.
Vědci to poprvé vyzkoušeli na proteinu hrotu viru, který způsobuje covid-19: a vše proběhlo v řadě experimentů přesně tak, jak autoři studie předpokládali.
