Поздравляем, теперь вы киборг. Просто ваши запчасти сделаны из ДНК, а не из титана

Исследовательские группы из Мюнхена, Атланты и Эмори представили новый класс автономных нанороботов, созданных на основе рекомбинантных массивов ДНК. Разработка опирается на ДНК-узлы с двумя конфигурациями, реагирующие на внешние сигналы. Эта идея восходит к структурам, впервые описанным лабораторией Йонгана Кэ, а последующие принципы перестройки подробно анализировались в работах 2024 года и 2025 года.

Исследователи отмечают, что наблюдение за отдельными узлами массива помогло сформировать правила трансформации. Это превратило систему в программируемую платформу, где каждый элемент выполняет отдельную функцию.

Подробные результаты представлены в журнале Science Robotics. Исследование демонстрирует, что массивы способны выполнять многошаговые операции, используя энергию, изначально заложенную в самих ДНК-модулях.

Важный вклад внесли аспирантки Фиона Коул и Мартина Пфайффер. Они предложили рассматривать узлы как аппаратные блоки с собственными логическими задачами.

Каждый узел можно оснастить замком, задержкой, сигнальной цепью или механизмом доставки груза. Такой подход развивает идеи ДНК-оригами, подробно описанные ранее в исследовании о гибких структурах.

Команда также показала, что массивы можно предварительно заряжать энергией с помощью триггерных цепочек. Молекулярное напряжение делает систему автономной, по принципу механической игрушки, хранящей энергию в заведённой пружине.

Структуры включают десятки связанных антиузлов, которые передают сигналы и меняют форму каскадом. Каждый элемент может запускать последовательности действий или высвобождать молекулярный груз. Примеры подобных явлений описаны в работах о преобразовании молекулярного движения.

Объединение всех функций позволило создать автономного наноробота, сопоставимого с перепрограммируемым логическим модулем. Его аппаратная часть настраивается молекулярными командами.

Разработчики считают, что технология перспективна для медицины и диагностики. Наноробот взаимодействует не только с нуклеиновыми кислотами, но и с белками, фотонными сигналами и другими молекулами, что отличает его от предыдущих ДНК-систем, упомянутых в исследовании о нанотехнологиях.

Исследовательские группы планируют адаптировать систему к разным средам, изучить новые источники энергии, включая свет, и перейти от плоской архитектуры к трёхмерной. Рассматривается внедрение концепций броуновских ДНК-вычислений.