Невидимые глазу цветы из ДНК атакуют рак изнутри — они чувствуют опухоль и выпускают лекарство там, куда не доберется хирург

Учёные из Университета Северной Каролины представили крошечных мягких роботов, которые реагируют на внешние воздействия почти как живые организмы. Их видно только под микроскопом: миниатюрные структуры из ДНК складываются и расправляются за доли секунды, меняя форму в ответ на изменения среды. Такая подвижность и гибкость сделали эти крошечные конструкции, похожие на цветы, одной из самых необычных разработок в нанонауке и открыли путь к новым медицинским и технологическим применениям.

В основе каждого «цветка» — гибридный кристалл, где нити ДНК работают как внутренний механизм управления, а неорганические части придают конструкции прочность и устойчивость. Учёные заранее задают последовательность нуклеотидов так, чтобы молекулы сами выстраивались в нужную форму. Наночастицы — например, золота или оксида графена — фиксируют структуру и помогают ей сохранять форму даже после множества циклов сгибания.

Реакция материала зависит от стимулов, привычных для живой среды. Когда кислотность повышается, лепестки сворачиваются, а при нормальных условиях снова раскрываются. Помимо pH, система откликается на температуру и химические сигналы. При определённых условиях она может запускать локальную реакцию — то есть не просто менять форму, а выполнять задачу, например, выделять вещество или взаимодействовать с клетками. Такая отзывчивость позволяет конструкции многократно работать без потери свойств.

Создатели технологии вдохновлялись природой. Они изучали, как движутся кораллы, как раскрываются бутоны и как формируются ткани, где механика и химия действуют вместе. Попытка воспроизвести эти процессы в лаборатории привела к созданию материала, который распознаёт сигналы и реагирует точным изменением структуры.

Применений у таких «цветов» может быть много. В медицине их рассматривают как средство для адресной доставки лекарств, взятия микропроб или разрушения тромбов с одновременным выпуском препарата. Они способны ориентироваться на условия окружающих тканей — например, на кислотность в зоне опухоли. Как только датчики фиксируют нужный показатель, конструкция раскрывается и дозированно высвобождает лекарство.

За пределами медицины тот же принцип может пригодиться в экологии и инженерии. Адаптивные плёнки способны менять проницаемость и собирать вредные вещества; волокна с перестраиваемым узором действуют как датчики усталости материалов, улавливая микротрещины по изменению формы. Ещё одно перспективное направление — хранение цифровых данных в конфигурации наноструктур с оптическим считыванием: такие носители потребляют меньше энергии, чем современные системы.

Авторы отмечают, что проект пока на ранней стадии, но ключевые свойства уже подтверждены: материал способен к самосборке, многократным изменениям формы и безопасен для работы в биосреде. Следующие шаги — интеграция миниатюрной электроники для отслеживания процессов, расширение набора откликов и испытания на животных моделях. По сути, речь идёт о материале, который не просто выдерживает воздействие среды, а способен с ней взаимодействовать и адаптироваться.