Un gruppo di ricercatori è riuscito a costruire un "robot" molecolare
costituito da sequenze di DNA che è stato in grado di mettersi in
movimento, spostarsi, girarsi, raggiungere una meta e fermarsi in modo
programmato e autonomo. Questo risultato potrebbe portare, sia
pure in una prospettiva ancora molto lontana, a sistemi molecolari che
potrebbero essere utilizzati a fini terapeutici, ossia a robot
nanometrici riconfigurabili e capaci di riconoscere l'ambiente in cui vengono a trovarsi, per
esempio marcatori patologici, prendere una decisione, come neutralizzare la
cellula che porta quel marcatore e quindi attuarla, cioè "consegnandole" un
farmaco citotossico.
Per ottenere il loro risultato - i ricercatori hanno dovuto affrontare un problema apparentemente insormontabile, quì riportato in una dichiarazione di Nils G. Walter, dell'università del Michigan rilasciata a Ann Arbor: "Nella robotica normale, il robot stesso contiene la conoscenza
relativa ai comandi, ma con singole molecole non possiamo immagazzinare
quella quantità di informazione: così l'idea è stata quella di
immagazzinare l'informazione sui comandi all'esterno". Ossia, come ha
aggiunto Milan N. Stojanovic della Columbia University, "impregnando
l'ambiente della molecola con indizi informativi". "Siamo stati
in grado di creare questo ambiente 'programmato' usando un origami a
DNA" spiega Hao Yan, della Arizona State University. Detto in parole più semplici un origami a DNA è
un tipo di struttura autoassemblata costituita di DNA che può essere
programmata per formare strutture di tipo e forma pressoché illimitato.
Sfruttando le proprietà di riconoscimento della sequenza e accoppiamento
delle basi della "molecola della vita", gli origami a DNA sono creati
da un singolo lungo filamento di DNA e da una miscela di corti filamenti
di DNA sintetico che legano e "graffano" il filamento lungo in modo da fargli assumere la forma voluta. L'origami usato nello studio era costituito da un rettangolo di centro nanometri di lato per uno spessore di due nanometri. Il robot molecolare usato dai ricercatori - soprannominato "Spider" -
era stato inventato già alcuni anni fa da Stojanovic, che all'epoca era
riuscito a fargli compiere una "passeggiata" su una superficie, ma del
tutto casuale e non programmata. "Spider" è invece ora stato
in grado di camminare su un substrato creato con un origami a DNA per
dirigersi nel punto desiderato dai ricercatori. Il robot molecolare, che
ha un diametro di quattro nanometri, è dotato di tre "zampe" di DNA
enzimatico, ossia il DNA che cuce e taglia una particolare sequenza di
DNA. Il robot ha poi una quarta "zampa", un filamento di start, che
aggancia Spider al sito di partenza (un particolare oligonucleotide
dell'origami a DNA). "Dopo che il robot è rilasciato dal sito di
partenza da un filamento di innesco, segue la sua traccia legandosi e
poi tagliando i filamenti di DNA che si estendono al di fuori dal
basamento lungo la traccia", spiega Stojanovic. In questo modo Spider è
guidato lungo il tracciato desiderato dai ricercatori e alla fine "si
ferma quando incontra un frammento di DNA che lo lega ma che non può tagliare". "Camminatori" a DNA erano già stati progettati, ma
finora nessuno era stato in grado di compiere più di tre passi. Questo, invece,
può camminare per oltre 100 nanometri, circa 50 passi.
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