Британські та японські науковці створили мікроскопічний "двигун" з кількох молекул ДНК, який може пересуватися в довільному напрямку, зчитувати нові інструкції та коригувати свій курс відповідно до них.

За останнє десятиліття біотехнологи розробили багато мініатюрних біопристроїв, що повторюють функції їхніх штучних аналогів. Так, існує вже кілька десятків ДНК-комп'ютерів, повноцінний обчислювальний пристрій і дисплей з колоній кишкової палички.

Хіросі Сугіямаз Кіотського університету та його колеги використовували короткі послідовності ДНК для створення пристрою, який можна вважати першим ДНК-роботом. Він уміє рухатися в просторі відповідно до інструкцій, отриманим у режимі реального часу чи зчитувати з внутрішньої пам'яті.

Науковці об'єднали одноланцюжкові короткі послідовності ДНК в єдиний довгий ланцюг, окрему ділянку якого виділено під "пам'ять" пристрою. Такий "двигун" призначений для пересування по доріжці з ланцюжка ДНК - до нього на рівних проміжках прикріплені короткі "стовпчики", за допомогою яких пристрій стрибає від одного вузла маршруту до іншого.

На цій доріжці є і особливі "стоп-сайти", які блокують подальший шлях мотора. Щоб продовжити подорож, пристрій повинен зв'язатися з вузлом згідно з однією з інструкцій, закодованих в пам'яті винаходу Сугіями і його колег. Крім того, блокування шляху можна зняти вручну за допомогою розчину молекул, ідентичних інструкціям, записаним в пам'яті робота.

Пам'ять пристрою або зовнішні молекули з'єднуються з довгою молекулою ДНК на вершині стоп-сайта, яка заважає руху мотора. Це перетворює їх на мішень для рестріктази - спеціального ферменту, який "відрізає" подвійний ланцюжок, що утворився біля його основи і звільняє шлях для руху двигуна.

Для перевірки роботи свого винаходу біотехнологи склали близько сотні тестових доріжок з чотирма кінцевими пунктами з кількох десятків звичайних вузлів і шести "блокпостів". Кожен стовпчик і стоп-вузол були помічені за допомогою білка, що світиться, який припиняв випускати світло в тому разі, якщо до даної ділянки шляху був прикріплений мотор. Виявилося, що роботи із заздалегідь записаною програмою досить успішно справлялися із завданням - близько 65% моторів доїхало до однієї з кінцевих точок, і три чверті досягли запрограмованої мети за 200 хвилин експерименту.

Біотехнологи вважають, що їхня методика може стати базою для створення більш складних структур, що мають практичне значення - наприклад, вони могли б селективно доставляти ліки в певні частини організму або прискорювати реакції в бактеріях-"біореакторах".

Зазначимо, що західні науковці передбачають, що одне з новітніх напрямків у біології - синтетична біологія - може вже в найближчому майбутньому справити радикальний вплив на людину і життя на планеті в цілому. Причому наслідки можуть бути як позитивні, так і вкрай небезпечні: синтетична біологія може зробити людину вразливою для "біологічних хакерів".

"Це одна з найпотужніших технологій у всьому світі. Клітини - це міні-комп'ютери, а ДНК - це мова програмування", - пояснюють науковці.