El aterrador sistema de control magnético que mueve robots basados ​​en ADN en menos de un segundo

Los nanorobots están avanzando a un ritmo mucho más rápido de lo esperado. En un artículo publicado en la revista Nature Communications , los científicos dieron a conocer un nuevo sistema de control que mejoró el tiempo de respuesta de los componentes nanorobot desde unos pocos minutos hasta poco menos de un segundo.

Los nanorobots han sido de especial interés entre muchos científicos durante años, principalmente debido a sus beneficios percibidos para diversos campos, incluidos la genética y la medicina. Carlos Castro, profesor asociado de ingeniería mecánica y aeroespacial en la Universidad Estatal de Ohio (estado de Ohio) y uno de los autores del nuevo estudio, trabajó previamente con un equipo para realizar la llamada origami de ADN en la creación de máquinas microscópicas avanzadas.

El origami de ADN es un proceso en el que hebras individuales de ADN se pliegan para construir diversas estructuras, tales como bisagras y rotores. Una de las aplicaciones que diseñaron fue la creación de un "Caballo de Troya", un robot de ADN que administraba drogas directamente dentro de las células cancerosas, muy parecido a la estructura legendaria que llevó a los soldados griegos a las murallas de Troya.

Pero si bien convertir el ADN en un robot puede parecer una ciencia ficción avanzada, los controles del mecanismo utilizados requieren mucho trabajo. No había forma de mover las máquinas de ADN directamente: los investigadores inducían reacciones químicas que impulsaban las máquinas hacia direcciones particulares o introducían nuevas moléculas que se unían a la máquina y la modificaban. Aunque estos enfoques funcionaron, tomaron mucho tiempo.

"Imagínese decirle a un robot en una fábrica que haga algo y tener que esperar cinco minutos para que realice un solo paso de una tarea. Ese fue el caso con los métodos anteriores para controlar las nanomáquinas de ADN", explicó Castro.

Para mejorar la tecnología, se asoció con el profesor de física del estado de Ohio Ratnasingham Sooryakumar, un logro notable de quién fue el desarrollo de "pinzas" magnéticas microscópicas especiales. Estas fueron, de hecho, partículas magnéticas que empujaron las células hacia la dirección prevista del controlador. La tecnología se usó en terapia génica.

La tecnología de Sooryakumar, sin embargo, era mucho más grande que los robots en los que Castro y su equipo estaban trabajando.

"Los desafíos fueron reducir la funcionalidad de nuestras partículas mil veces, acoplarlas a ubicaciones precisas en las partes móviles de las máquinas e incorporar moléculas fluorescentes como balizas para monitorear las máquinas mientras se movían", dijo Sooryakumar.

El estudio combinó la investigación previa de Castro y Sooryakumar. Usando DNA origami, construyeron rotores, varillas y bisagras. También construyeron cuentas en miniatura hechas de poliestireno y material magnético. Estos componentes se conectaron entre sí utilizando palancas rígidas de ADN.

Las cuentas magnéticas permitieron a los científicos controlar los nanocomponentes simplemente modificando el campo magnético circundante. El nano-rotor completó un giro completo en solo un segundo. La bisagra se abrió y cerró en 0,4 segundos y mantuvo su posición en un ángulo preciso de ocho grados.

La respuesta instantánea es la primera en el campo y se considera un gran avance.

“métodos de manipulación en tiempo real como nuestro enfoque magnético permiten la posibilidad de que los científicos interactúan con nanodispositivos de ADN, y a su vez interactúan con las moléculas y los sistemas moleculares que podrían ser acoplados a los nano-dispositivos en tiempo real, con retroalimentación visual directa".

Lo que esto significa es que los científicos podrán determinar con precisión y controlar la posición, dirección y movimientos de los robots moleculares de ADN y hacer que realicen sus tareas previstas sin demora. Esto incluiría la erradicación de patógenos.

"Tomó mucho trabajo dedicado de varios estudiantes para darse cuenta de esa idea, y estamos entusiasmados de seguir trabajando en eso. Este estudio demuestra un avance emocionante que solo fue posible con esta colaboración interdisciplinaria ", dijo Castro.

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FUENTE: FutureScienceNews.com