Molekulyar robototexnika: Bu mikroskopik robotlar deyarli hamma narsani qila oladi

• Muallif:
• Muallifning ismi

  Kvant davrini bashorat qilish
• Noyabr 30, 2023

Aniq xulosa

Molekulyar robototexnika, Garvardning Wyss Instituti tomonidan boshqariladigan robototexnika, molekulyar biologiya va nanotexnologiyalar bilan bog'liq fanlararo korxona, DNK zanjirlarini molekulyar darajada murakkab vazifalarni bajarishga qodir bo'lgan robotlarga dasturlashni rivojlantirmoqda. CRISPR genini tahrirlashdan foydalangan holda, bu robotlar Ultivue va NuProbe kabi korxonalar tijoriy tashabbuslarda yetakchilik qilib, dori vositalarini ishlab chiqish va diagnostikada inqilob qilishi mumkin. Tadqiqotchilar hasharotlar koloniyalariga o'xshash murakkab vazifalarni bajarish uchun DNK robotlarining to'dasini o'rganayotgan bir paytda, dori-darmon yetkazib berishda misli ko'rilmagan aniqlikni, nanotexnologiya tadqiqotlari uchun ne'matni va turli sohalarda molekulyar materiallarni yaratish potentsialini va'da qiladigan haqiqiy ilovalar hali ham ufqda. .

Molekulyar robototexnika konteksti

Garvard universitetining Wyss Biologik ilhomlangan muhandislik instituti tadqiqotchilari turli shakllar, o'lchamlar va funktsiyalarga ega bo'lishi mumkin bo'lgan DNKning boshqa potentsial foydalanish holatlari bilan qiziqdilar. Ular robot texnikasini sinab ko'rishdi. Bu kashfiyot DNK va robotlar bir narsani - ma'lum bir maqsad uchun dasturlash qobiliyatini o'rtoqlashtirgani uchun amalga oshirildi. Robotlarda ularni ikkilik kompyuter kodi, DNK misolida esa nukleotidlar ketma-ketligi orqali boshqarish mumkin. 2016-yilda institut robototexnika, molekulyar biologiya va nanotexnologiya mutaxassislarini birlashtirgan Molekulyar robototexnika tashabbusini yaratdi. Olimlarni molekulalarning nisbiy mustaqilligi va moslashuvchanligi hayajonga soldi, ular o'z-o'zidan yig'ilib, real vaqt rejimida atrof-muhitga ta'sir qiladi. Bu xususiyat shuni anglatadiki, ushbu dasturlashtiriladigan molekulalar turli sohalarda foydalanish holatlariga ega bo'lgan nano o'lchamli qurilmalarni yaratish uchun ishlatilishi mumkin.

Molekulyar robototexnika genetik tadqiqotlardagi eng so'nggi yutuqlar, xususan, genlarni tahrirlash vositasi CRISPR (klasterli muntazam intervalgacha qisqa palindromik takrorlash) yordamida amalga oshiriladi. Ushbu vosita kerak bo'lganda DNK iplarini o'qishi, tahrirlashi va kesishi mumkin. Ushbu texnologiya yordamida DNK molekulalarini yanada aniqroq shakl va xarakteristikalar, jumladan, hujayradagi har qanday potentsial kasallikni aniqlaydigan va uni avtomatik ravishda o'ldiradigan yoki saratonga aylanishini to'xtata oladigan biologik sxemalar bilan boshqarish mumkin. Bu imkoniyat molekulyar robotlar dori vositalarini ishlab chiqish, tashxis qo‘yish va terapevtikada inqilob qilishi mumkinligini anglatadi. Wyss instituti ushbu loyihada ajoyib yutuqlarga erishmoqda va ikkita tijorat kompaniyasini yaratmoqda: yuqori aniqlikdagi to'qimalarni tasvirlash uchun Ultivue va nuklein kislota diagnostikasi uchun NuProbe.

Buzg'unchi ta'sir

Molekulyar robototexnikaning asosiy afzalliklaridan biri shundaki, bu kichik qurilmalar murakkabroq maqsadlarga erishish uchun bir-biri bilan o'zaro ta'sir qilishi mumkin. Chumolilar va asalarilar kabi hasharotlar koloniyalaridan ishora olib, tadqiqotchilar infraqizil nurlar orqali bir-biri bilan aloqa qilish orqali murakkab shakllar hosil qiladigan va vazifalarni bajara oladigan robotlar to'dasini yaratish ustida ishlamoqda. DNK chegaralarini robotlarning hisoblash quvvati bilan oshirish mumkin bo'lgan ushbu turdagi nanotexnologiya gibridlari bir nechta ilovalarga ega bo'lishi mumkin, jumladan, uglerod emissiyasini kamaytirishga olib kelishi mumkin bo'lgan yanada samarali ma'lumotlarni saqlash.

2022-yil iyul oyida Jorjiyadagi Emori universiteti talabalari DNK asosidagi motorli molekulyar robotlarni yaratdilar, ular ataylab maʼlum bir yoʻnalishda harakatlana oladilar. Dvigatellar o'z muhitidagi kimyoviy o'zgarishlarni sezishlari va harakatni qachon to'xtatish yoki yo'nalishni qayta kalibrlash kerakligini bilishlari mumkin edi. Tadqiqotchilarning ta'kidlashicha, bu kashfiyot tibbiy sinov va diagnostika yo'lidagi katta qadamdir, chunki to'da molekulyar robotlar endi motordan motorga o'zaro aloqa qila oladi. Bu rivojlanish, shuningdek, bu to'dalar diabet yoki gipertoniya kabi surunkali kasalliklarni nazorat qilishda yordam berishi mumkinligini anglatadi. Biroq, bu sohadagi tadqiqotlar ba'zi yutuqlarga erishgan bo'lsa-da, ko'pchilik olimlar bu mitti robotlarning keng ko'lamli, real dunyoda qo'llanilishiga hali yillar borligiga rozi bo'lishadi.

Molekulyar robototexnikaning oqibatlari

Molekulyar robototexnikaning kengroq oqibatlari quyidagilarni o'z ichiga olishi mumkin: 

• Inson hujayralari bo'yicha aniqroq tadqiqotlar, jumladan, dori-darmonlarni ma'lum hujayralarga etkazib berish.
• Nanotexnologiya tadqiqotlariga, xususan, sog'liqni saqlash provayderlari va yirik farmatsevtika kompaniyalari tomonidan investitsiyalarning ko'payishi.
• Sanoat sektori molekulyar robotlar to'dasidan foydalangan holda murakkab mashina qismlari va jihozlarini qurish imkoniyatiga ega.
• Kiyimdan tortib qurilish qismlarigacha bo'lgan har qanday narsaga qo'llanilishi mumkin bo'lgan molekulyar asosli materiallarning kashfiyoti ortdi.
• Organizmlarda yoki tashqarida ishlash talab qilinishiga qarab, ularning tarkibiy qismlari va kislotaliligini o'zgartirish uchun dasturlashtirilishi mumkin bo'lgan nanorobotlar, ularni yuqori tejamkor va moslashuvchan ishchilarga aylantiradi.

Izoh uchun savollar

• Molekulyar robotlarning sanoatdagi yana qanday afzalliklari bor?
• Biologiya va sog'liqni saqlash sohasida molekulyar robotlarning yana qanday afzalliklari bor?