Исследователи создали программируемые самосборные наноустройства на основе ДНК

Группа ученых и исследователей из Harvard’s Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard Medical School и Dana-Farber Cancer Institute создали наноустройства на основе ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), которые способны самостоятельно организовываться, а также могут быть запрограммированы с целью перемещаться и изменять свою форму при необходимости. В отличие от существующих нанотехнологий, данные программируемые наноустройства могут широко применяться в медицинских целях, так как ДНК полностью биосовместима и разлагаема микроорганизмами.

Каждое такое наноустройство имеет размеры 1/1 000 000 метра. При этом оно состоит из круговой одноцепочечной молекулы ДНК, которая после однократного сбора из множества коротких фрагментов комплементарной ДНК может в дальнейшем собираться самостоятельно в заранее заданные 3D структуры. Двойные спирали складываются в более крупные жесткие линейные структуры путем внедрения одноцепочечной ДНК. Также одноцепочечные ДНК могут принимать трехмерные формы, при этом прочность и стабильность таких структур является следствием баланса между силами растяжения и сжатия. Подобные принципы построения структур применяются также архитекторами.

По заявлениям разработчиков, практическое применение таких самосборных нанотехнологий позволит создавать медицинские устройства наноуровня, а также микроскопические средства внедрения лекарственных препаратов в организм. Так, благодаря использованию данных наноустройств можно будет вводить лекарства непосредственно в больные клетки. Кроме того, лекарства не только доставляются по назначению, но также и внедряются в необходимый момент времени. Достичь этого можно за счет химических или механических сигналов, которые воздействуют на наноустройства и вызывают в них ответную реакцию. Кроме того, отмечается, что в будущем такие наноустройства смогут воздействовать на человеческие стволовые клетки, что позволит регенерировать поврежденные органы. Стволовые клетки реагируют по-разному в зависимости от окружающих их сил, следовательно, вызывая различные воздействия на них при помощи наноустройств, можно достичь восстановления различных тканей организма.

О сроках начала практического применения самосборных наноустройств в медицине пока не сообщается.