NanoGripper: ウイルスや腫瘍に対する DNA オリガミ

ロボットの古典的なイメージを少し忘れてください。 金属製のアーム、ギア、回路はもう必要ありません。マイクロロボットの未来は DNA の力で築かれます。これが出発点です ナノグリッパー、2本の指と手のひらを備えた「小型の手」に自己集合するプログラム可能な核酸構造。 「分子折り紙」ですが、非常に特殊な目的があります。SARS-CoV-XNUMX のような致死性ウイルスを捕らえ、細胞に感染する前にブロックすることです。あるいは、腫瘍上の特定のマーカーを認識することにより、超高精度に薬剤を送達します。このナノスケール工学開発がどのように機能するのか、そしてなぜそれが未来の医療に革命をもたらすことができるのかを一緒に見てみましょう。

NanoGripper、DNA で作られた (非常に) 小型のハンド

折り紙ゲームをご存知ですか？ここで、曲がることができると想像してください。 プログラム可能な 3D 形状を取得するための単一の非常に長い DNA 分子。 これはまさに、教授率いるイリノイ大学の研究者たちが行ったことです。 王興. ここに研究をリンクします、非常に興味深いもので、Science Robotics に掲載されました。

結果は、 ナノグリッパー: 4 本の関節のある指と手のひらを備えた手に似た、数ナノメートル (100 万分の 1 ミリメートル) の大きさの構造。その「秘密」は、本のページのように前後に折りたたまれ、静止部分と可動部分の両方をワンステップで作成する DNA の設計にあります。

実際の応用例: 迅速な検査と感染のブロック

素手でウイルスを捕まえるのは素晴らしいことですが、実際にはどのような効果があるのでしょうか?まあ、用途はたくさんあります。まず、次のことが可能になります。 病原体の存在を超迅速かつ高感度に検出します。研究者たち 彼らは実際に NanoGripper を光センサーに結合しました。 ウイルスが「手」に到達すると、蛍光分子の放出が活性化され、ウイルスがホタルのように光ります。 結果: a 新型コロナウイルス検査 わずか 30 分で病院で使用される分子綿棒と同じ感度に達します。

しかし、それだけではありません。 NanoGripper も可能です ウイルスの細胞への侵入を完全にブロックします、効果的に感染を防ぎます。試験管テストでは、ナノグリッパーが細胞と接触してコロナウイルスにさらされると、 それらはウイルス表面を包み込み、スパイクタンパク質が細胞受容体と相互作用するのを防ぎます。

もちろん、一度感染すると、この技術を治療として使用することは困難です。しかし将来的には、次のような扉が開かれる可能性があります。 抗ウイルス点鼻スプレー ナノグリッパーをベースにしています。結局のところ、鼻はインフルエンザや新型コロナウイルスなどの呼吸器ウイルスの主な「ゲートウェイ」ですよね？

私たちはまだ始まったばかりです

はっきりさせておきたいのは、NanoGripperを試験管から患者のベッドに運ぶまでの道のりはまだ長いということだ。たとえば、生物学的環境中でより安定し、適切な薬理学的「負荷」を運ぶことができるようにするには、多くのテストと改善が必要です。

私たちはその前夜を目撃している ソフトナノロボティクス、生体分子でできており、私たちにとって多くの驚きをもたらします。結局のところ、並外れた機能を得るのに厳格で面倒な機構は必要ないということは、自然そのものが私たちに教えてくれています。私たちの細胞の複雑さを見てください。細胞自体が、私たちが機能するために絶え間なく働く本物のナノロボットです。生物学的インスピレーションと合成 DNA のプログラム可能性を組み合わせることで、小さな「手」やその他の分子デバイスが脅威を探し出したり、必要な場所に正確に治療を提供したりして、診断や治療を大幅に可能にする精密医療の新時代の到来を約束します。より正確で効果的です。

医学には小さな未来があるので、大きな未来があります。とてもとても小さいです。