Molekuláris pókok nyírják a nanofüvet

Molekuláris méretű DNS-lényeket fejlesztettek amerikai tudósok, melyek idővel a legkülönfélébb feladatok elvégzésére is képessé válhatnak az emberi szervezeten belül.

A pók mozgása: a láb rögzül a felszínhez (2), megbomlik a kötés a rögzített láb és a felszín között, ezáltal a pók előre mozdul (3) a korábbi felszínek már nem kötnek, így a pók nyomot hagy maga után (4). © BBC

A kísérlet megértéséhez tegyük fel, hogy egy kertben a fűszálak mérete molekuláris. Képzeljük el, hogy a rovarok a fűben szintén hasonlóan parányira lettek összezsugorítva. Nanolábaikkal kapaszkodnak a fűszálakon, így mozogva a pázsiton. Az Egyesült Államok egy kutatócsoportja hozott létre ilyen élőlényeket melyek DNS-nyi méretűek, és molekula póknak hívják őket. DNS lábaik hossza 10 nanométer vagyis egy tízmilliomod milliméter. Meghajtásuk nincs, véletlenszerűen lebegnek a folyadékban, amely a "nanofüvet" borítja.

„Ekkora méretű molekulákat folyamatosan mozgatják a vízmolekulák” - magyarázza Milan Stojanovic a Columbia Egyetem biokémikusa. Ahogy lebegnek, lábaik folyamatosan súrolják a fűszálakat. Ezek a DNS lények tapadókoronggal ellátott lábakkal lettek megalkotva, és könnyen hozzátapadnak a molekuláris fűszálakhoz. Ezen kívül olyan „ollókkal” (enzim katalizátorokkal) is felszerelték őket, melyekkel le is nyírják a füvet, melyhez tapadnak. Eszerint amíg a lenyírt gyep nyomán felszabadult lábak szabadon kalimpálnak új tapadó felület után kutatva, addig a többi láb fixen tartja a parányi biorobotot. „Az apró szerkezet így megindulhat az oldatban” - mondja Dr. Stojanovic.

S ahogy a mikroszkopikus fűnyírók megindulnak a mezőn előre, maguk mögött tiszta ösvényt hagynak. A pókocskák annyira picik, hogy a kutatók is csak abból következtetnek útjuk irányára, hogy merre hagynak maguk mögött tiszta ösvényt. Ezen tulajdonság kihasználásával a kutatóknak az célja, hogy ne járjanak kétszer egy helyen a molekulák, tágabb értelemben, mindez jelentős lépés az irányított molekula megalkotásának irányába.

Ráadásul a tudósok a parányi lények mozgásának sebességét is képesek befolyásolni. „Mivel ezek az „enzimek” érzékenyek az működési rendszerükhöz hozzáadott anyagokra, ezért képesek vagyunk megállítani, elindítani, gyorsítani és lassítani haladásukat” – magyarázza a Science in Action program vezetője Stojanovic doktor a BBC-nek.

A kutató csapatával speciálisan módosított hosszúságú DNS-eket alkottott egyszerű molekuláris számítások elvégzésére. Előzőleg egy molekuláris számológépet készítettek, melyet amőbázásra programoztak, így demostrálva a rendszer működését.