Программное обеспечение для создания нанороботов из ДНК

Ученые университета штата Огайо (США) разработали новое программное обеспечение, позволяющее им быстро проектировать и моделировать ДНК-нанороботов. Раньше было сложно проектировать такие крошечные устройства, но теперь исследователи могут за считанные минуты составить план их проектирования. Устройства на основе ДНК имеют значительные перспективы как медицинские технологии с потенциальным применением в области доставки лекарств и диагностики.

Информация об этой разработке была опубликована в журнале Nature Materials.

Разработка устройств на основе ДНК в таких миниатюрных масштабах является очень сложной задачей. Новое программное обеспечение, называемое MagicDNA, призвано упростить этот процесс и служит заменой старым типам программного обеспечения, требующим более кропотливого ручного проектирования.

Новое программное обеспечение позволяет исследователям проектировать объекты в 3D, что облегчает разработку более сложных объектов. Ученые также могут использовать либо подход "снизу вверх", при котором можно манипулировать отдельными нитями ДНК, либо подход "сверху вниз", при котором проектируется общая форма объекта, а затем программное обеспечение автоматически заполняет его нитями ДНК, либо сочетание обоих подходов.

Как рассказывает ученый Хай-Дзюн Су, участвовавший в исследовании,

Раньше мы могли создавать устройства, состоящие примерно из шести отдельных компонентов, соединять их суставами и шарнирами и пытаться заставить их выполнять сложные движения. С помощью этого программного обеспечения нетрудно создать роботов или другие устройства с более чем 20 компонентами, которыми намного легче управлять. Это огромный шаг в нашей способности проектировать наноустройства, способные выполнять те сложные действия, которые мы хотим, чтобы они выполняли.

Программное обеспечение также позволяет ученым моделировать, как может двигаться разработанное устройство, чтобы помочь им устранить любые недостатки до начала создания наноустройства.

До сих пор ученые успешно тестировали некоторые из своих разработок в реальном мире. Они надеются, что их программное обеспечение поможет создавать функциональных ДНК-роботов для терапевтического применения, в том числе устройства, способные распознавать патоген в крови. При этом, по словам разработчиков, "более сложное устройство может не только обнаружить, что происходит что-то плохое, но и отреагировать, выпустив лекарство или захватив патоген".