(Phys.org) — Een team van onderzoekers van de Bar-Ilan University in Israël heeft met succes aangetoond dat het in staat is om DNA-strengen te gebruiken om een ​​nanobotcomputer te maken in een levend wezen - een kakkerlak. In hun paper gepubliceerd in Natuur Nanotechnologie , beschrijven de onderzoekers hoe ze verschillende nanobotstructuren hebben gemaakt met behulp van DNA-strengen, injecteerde ze in een levende kakkerlak, keken toen hoe ze als een computer samenwerkten om een ​​van de insectencellen aan te vallen.

Eerder onderzoek heeft aangetoond dat DNA-strengen programmeerbaar kunnen zijn, circuits nabootsen en zelfs eenvoudige wiskundige problemen oplossen. Het team in Israël heeft dat werk nu uitgebreid om aan te tonen dat dergelijke programmeerbaarheid kan worden gebruikt in een levend organisme om werk uit te voeren, zoals het vernietigen van kankercellen.

DNA-strengen kunnen worden geprogrammeerd vanwege hun natuurlijke neiging om op verschillende eiwitten te reageren. In deze nieuwe poging het team wikkelde DNA-strengen af ​​en bond ze vervolgens samen in een origami-achtige doosstructuur. De doos werd vervolgens "gevuld" met een enkel chemisch molecuul. Volgende, andere dergelijke objecten zijn gemaakt met het doel om te interageren met zowel de doosstructuur als bepaalde eiwitten die in de kakkerlak worden aangetroffen. Het hele punt was om meerdere scenario's te creëren waarin de doos automatisch zou openen bij een botsing met bepaalde eiwitten. Door meerdere nanostructuren toe te voegen, vergroot u het aantal mogelijkheden. Bijvoorbeeld, als de doosstructuur alleen opengaat als hij drie soorten eiwitten tegenkomt, een natuurlijk gemaakt door de kakkerlak, en twee andere gedragen door twee verschillende DNA-origamistructuren. Door de combinaties te mengen, het is mogelijk om de box te openen met behulp van logische bewerkingen zoals AND, OF, NOT (waarbij de box niet open gaat als een bepaald eiwit aanwezig is) etc., en dat betekent natuurlijk dat computationele bewerkingen kunnen worden uitgevoerd - allemaal in een levend organisme.

In hun studie hebben de onderzoekers vulden de origamidoos met een chemische stof die bindt met hemolymfemoleculen, die worden gevonden in de versie van een bloedbaan van een kakkerlak. Alle geïnjecteerde nanobots waren doordrenkt met een fluorescerende marker zodat de onderzoekers hun voortgang in de kakkerlak konden volgen. Ze melden dat hun experimenten werkten zoals ze voor ogen hadden - ze waren in staat om de doos open te krijgen of niet, afhankelijk van de programmering van de hele vloot nanobots die meerdere keren in verschillende scenario's naar het insect zijn gestuurd. Duidelijk onder de indruk van hun eigen resultaten, het team suggereert dat vergelijkbare nanobotcomputers binnen vijf jaar kunnen worden gebouwd en klaar zijn voor proef bij mensen.

© 2014 Fys.org