Ученые создали программируемые самосборные наноустройства на основе ДНК

Группа ученых из Harvard's Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard Medical School и Dana-Farber Cancer Institute создали наноустройства на основе ДНК, которые способны самостоятельно организовываться и могут быть запрограммированы на перемещение и изменение своей формы. В отличие от существующих нанотехнологий, они могут широко применяться в медицинских целях, так как ДНК полностью биосовместима и разлагаема микроорганизмами.

Каждое наноустройство имеет размеры 10^-6 метра и 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 путем внедрения одноцепочечной ДНК. Также последние могут принимать трехмерные формы, при этом прочность и стабильность их структур является следствием баланса между силами растяжения и сжатия. Подобные принципы построения структур применяются также архитекторами.

По заявлениям разработчиков, практическое применение самосборных нанотехнологий позволит создавать медицинские устройства наноуровня, а также микроскопические средства внедрения лекарственных препаратов в организм. Так, благодаря их использованию можно будет вводить лекарства непосредственно в больные клетки. Кроме того, лекарства не только доставляются по назначению, но и могут внедряться в необходимый момент времени. Достичь этого можно за счет химических или механических сигналов.

Кроме того, отмечается, что в будущем 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, можно достичь восстановления тканей организма.

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