Американские ученые создали самособирающиеся наноустройства, движение которых можно программировать

// // Исследования и разработки //

Основываясь на принципах, созданных природой, ученые из Гарвардского университета создали самособирающиеся наноустройства на основе ДНК, которые могут быть запрограммированы на заданное перемещение и изменение формы. Такие наноустройства намного перспективней для использования в медицинских целях, утверждают их создатели, чем современные транспортные наночастицы, поскольку они полностью биосовместимы и биоразложимы.

Разработкой проекта занимались ученые из института Уайс Гарвардского университета(Harvard's Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering), Гарвардской школы медицины (Harvard Medical School) и института Dana-Farber Cancer Institute. Каждое наноустройство представляет собой кольцевую одноцепочечную молекулу ДНК, которая присоединяет к себе множество фрагментов комплиментарных нитей ДНК и образует трехмерную структуру заданной формы. Двойные спирали складываются в более крупные линейные структуры, которые соединяются промежуточными одноцепочечными ДНК. Эти промежуточные ДНК и стягивают всю конструкцию в прочную трехмерную структуру, подобно тому, как растяжки держат туристическую палатку вследствие противодействия сил натяжения и сжатия.

Использование подобного принципа мы часто встречаем в природе. Наши кости являются конструкцией из элементов, работающих на сжатие, в то время как мускулы и связки создают натяжение и вся конструкция успешно противостоит гравитации. На микроуровне те же силы дают возможность каждой отдельной живой клетке сохранять целостность своей структуры.

«Такое самособирающееся наноустройство может стать новым шагом в разработке медицинских микротехнологий, в частности, систем транспортировки лекарств. Мы можем разрабатывать устройства, которые будут копировать поведение вирусов, доносить и впрыскивать лекарство прямо в больную клетку», - говорит исследователь и директор института Уайс Дон Ингбер (Don Ingber)
Кроме того, как заявляют ученые, такие наноструктуры из ДНК могут влиять на  способности стволовых клеток человека запускать механизмы регенерации тканей. Стволовые клетки по-разному реагируют на изменения внешней обстановки. Например, жесткая внеклеточная матрица – биологический клей, который соединяет клетки – созданная таким образом, чтобы имитировать ткань кости запускает в стволовых клетках механизм преобразования в костную ткань, а матрица, близкая к мозговой ткани запускает процесс роста нейронов. Таким образом, заключают исследователи, эти наноструктуры могут дать нам ключ к управлению механизмом природной регенерации всех тканей.