Onderzoekers van de Universiteit van Texas in Austin hebben een machine op nanoschaal ontwikkeld die is gemaakt van DNA en die willekeurig in elke richting over hobbelige oppervlakken kan lopen. Toekomstige toepassingen van zo'n DNA-walker kunnen een kankerdetector omvatten die door het menselijk lichaam zou kunnen zwerven op zoek naar kankercellen en deze kan labelen voor medische beeldvorming of het richten op medicijnen.

De studie van onderzoekers Cheulhee Jung, Peter B. Allen en Andrew Ellington, deze week gepubliceerd in het tijdschrift Natuur Nanotechnologie , ontwikkelde DNA-machines die konden lopen, ongeprogrammeerd en in verschillende richtingen, over een DNA-gecoat oppervlak. Eerder, nanodeeltjeswandelaars konden alleen op precieze en geprogrammeerde een- en tweedimensionale paden lopen. Deze rollator kon 36 stappen zetten, en zijn beweging op een willekeurige manier verschilt van de beweging die in andere onderzoeken wordt gezien.

"Dit is een belangrijke stap voorwaarts in de ontwikkeling van nucleïnezuurmachines op nanoschaal die autonoom kunnen werken onder verschillende omstandigheden. ook in het lichaam, " zei Ellington, hoogleraar bij de afdeling Moleculaire Biowetenschappen en lid van het UT Centrum voor Systemen en Synthetische Biologie. "DNA-nanotechnologie is vooral interessant omdat het de wereld van 'materiecomputers, ' waar berekeningen (inclusief lopen) worden uitgevoerd door fysieke objecten, in plaats van door elektronische of magnetische shuttles. DNA-walkers kunnen uiteindelijk beschermende cellen over het oppervlak van organen laten lopen, constant berekenen of een kanker aanwezig is."

Meer directe praktische toepassingen kunnen zijn het inzetten van de DNA-walker in het lichaam, zodat het signalen van kankercellen kan versterken om ze gemakkelijker te kunnen identificeren en aan te pakken door artsen. Er kunnen ook implicaties zijn voor de toekomstige levering van therapieën op nanoschaal.

Hoewel het een lange weg kan zijn van het diagnosticeren van kanker tot het genezen ervan, "Alle doorbraken beginnen met babystapjes. Alleen in dit geval het zijn de stappen van een DNA-wandelaar, ", zegt co-auteur Jung.

De rollator is gemaakt van een enkel stuk DNA met twee benen verbonden door een torso. Als een mens, het beweegt door een been naar voren te zetten, dan het andere been optillen en naar voren brengen. De rollator bepaalt autonoom en willekeurig waar hij zijn been op elke trede legt. De studie toonde aan dat terwijl de machine op nanoschaal liep, het ging niet twee keer over hetzelfde gebied.