Biologičtí nanotransformeři

Budoucí nanostroje by mohly operovat i ve dvounanometrovém rozměru šroubovice DNA.Foto:  licence: GFDL

Američtí vědci vytvořili nanosoučástky na bázi kyseliny DNA, které se samy vytvoří, pohybují a mění tvar a svoje vlastnosti podle zadaného požadavku nebo programu. Tyto nanostroje je možné využít v medicíně, jsou totiž kompatibilní s biologickým materiálem.

Základním stavebním kamenem bionanosoučástek je kruhová forma jednoduché molekuly DNA. Nanosoučástky se vytvoří po smíchání zmíněných kroužků DNA se segmenty tzv. komplementární DNA, tedy dvojité DNA s doplňkovou strukturou bází. Tak vznikne trojrozměrná struktura, kterou je možné předem odhadnout. Detaily těchto součástek se pohybují v řádu miliardtin metru, tedy nanometrů. Dvoušroubovice DNA se pak poskládají do větších pevných a přímých úseků či jakýchsi "nosníků", které se navzájem propojí pomocí vláken z jednoduchých molekul DNA. Celá struktura pak připomíná vztyčený stan, kde roli upínacích lan hrají zmíněné přepážky z jednoduchých molekul DNA. Výsledná součástka je poměrně pevná a stabilní, protože se v ní automaticky vyrovnávají různé tlaky a napětí. 

Vzniklá nanosoučástka odhadnutelným způsobem reaguje na různé vnější chemické a mechanické podněty, například mění svůj tvar nebo se dokonce otevírá. Vědci doufají, že pomocí dalšího výzkumu a vývoje dosáhnou stavu, kdy se tyto nanostruktury stanou cennými lékařskými nástroji, např. nosiči pro přesné umisťování léků v nemocných buňkách lidského těla. Tyto nanosoučástky také možná budou umět přesně určeným způsobem přeprogramovat lidské kmenové buňky. Ty by pak měly zahájit regeneraci konkrétních poškozených orgánů a tkání ušitou tělu "na míru". Výzkumníci své nanosoučástky proto dokonce označují za svého druhu nanobiologický "švýcarský armádní nůž". 

Výzkumný tým se skládá z pracovníků Harvard's Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, Harvard Medical School a Dana-Farber Cancer Institute.