Пусть расцветает тысяча цветов ДНК – Блог о здравоохранении

Ким БЕЛЛАРД

Когда я увидел заголовок о «ДНК-цветах», я был в замешательстве. Я имею в виду: разве все цветы не состоят из ДНК, как и все живое на нашей планете? Что ж, оказывается, что цветы ДНК на самом деле являются мягкими роботами — сделайте их наноботами — так что мой интерес определенно возбудился.

Цветы ДНК находятся вне Лаборатория Фримена в Университете Северной Каролины под руководством доктора Ронита Фримена, и исследование о них было только что опубликовано в Природные нанотехнологии с менее сексуальным названием «Обратимая метаморфоза иерархического ДНК-органического кристалла.». Если бы я увидел это до «Цветов ДНК», я бы, наверное, пропустил это, поэтому я рад, что кто-то разбирается в маркетинге.

Дизайнер Дэниел Берхэм сказал, как известно: «Не стройте маленьких планов», и я думаю, что доктор Фримен ему бы понравился. В ее биографии указано, что она имеет формальное образование в области информатики, химии, нанотехнологий и регенеративной медицины (плюс даже бальных танцев, если считать), и ей, вероятно, нужна вся эта подготовка, потому что ее основной интерес — «супрамолекулярная самосборка, область, где обычные биологические материалы, такие как ДНК и белки, рассматриваются не просто как носители информации, но также как настраиваемые структурные материалы для датчиков следующего поколения, нанороботов, прорывных лекарств и клинические инструменты».

Соответственно, сейчас лаборатория объединила ДНК с неорганическими материалами, чтобы позволить им реагировать на окружающую среду. Профессор Фриман говорит: «Мы черпаем вдохновение из замыслов природы, таких как цветущие цветы или растущая ткань, и воплощаем их в технологии, которые однажды смогут думать, двигаться и адаптироваться самостоятельно».

Действительно, Лаборатория Фримана гордится «биотехнологиями», цель которых такова: «Мы создаем живые и синтетические материалы для ускорения достижения более здоровых результатов для глобальных сообществ». На веб-сайте говорится о «конструкциях строительных блоков». характеризующиеся иерархической самосборкой, временной структурной реконфигурацией и адаптивным поведением.

Следовательно, ДНК цветет.

Цветы на самом деле имеют форму цветов, хотя они микроскопические, и что делает их одновременно интересными и потенциально полезными, так это то, что различные нити ДНК позволяют им двигаться, открываться или закрываться или запускать химические реакции, основанные на таких факторах окружающей среды, как температура, кислотность или химические сигналы. Последовательности ДНК помогают наночастицам организовываться в сложные структуры, которые могут менять форму по желанию.

“Люди хотели бы иметь умные капсулы, которые автоматически активировали бы лекарство при обнаружении заболевания и прекращали бы его при излечении. В принципе, это могло бы быть возможно с нашими изменяющими форму материалами”, – сказал профессор Фриман. «В будущем можно будет разработать глотаемые или имплантируемые цветы, меняющие форму, для доставки целевой дозы лекарств, проведения биопсии или удаления тромбов».

Да, мне бы это понравилось, и я уверен, что тебе тоже.

Команда признает, что технология находится на ранних стадиях, но предвидит будущее, в котором, скажем, ДНК-цветок вводится больному раком, у которого он попадает в опухоль, кислотность которой заставляет лепестки высвобождать лекарство или даже брать крошечный образец ткани. Когда опухоль исчезнет, цветок ДНК деактивируется до тех пор, пока новые триггеры окружающей среды не активируют его снова.

Думая не только о здравоохранении, команда видит, что их творения помогают очистить окружающую среду или служат отличным цифровым запоминающим устройством — до двух триллионов гигабайт всего в чайной ложке.

Тот факт, что ДНК-цветы могут чувствовать окружающую среду и реагировать на нее, заставляет команду полагать, что это важный шаг вперед в преодолении разрыва между живыми системами и машинами. Мы увидим больше этого в оставшейся части 21^ул. век.

У лаборатории Фримена большие амбиции. Он хочет открыть «новые и творческие средства обнаружения вирусов, лечения болезней, эффективного нацеливания и доставки полезной нагрузки, а также взаимодействия с естественной биологией». Четыре ключевых способа достижения этой цели:

зондирование: «разработка технологий быстрого тестирования, которые просты в использовании, не зависят от местоположения, надежны по конструкции и экономичны в производстве».: «Признавая, уважая и изучая естественные механизмы, мы можем имитировать их, чтобы разрабатывать эффективные биотерапевтические методы и продвигать биомедицинскую инженерию».

Биомимикрия: «Признавая, уважая и изучая естественные механизмы, мы можем имитировать их, чтобы разрабатывать эффективные методы биотерапии и продвигать биомедицинскую инженерию».

Терапия: «Это может включать в себя введение внешнего лекарства, разработку безопасных и эффективных средств доставки этого лекарства в нужное место или разработку средств программирования естественной биологии для обращения вспять последствий болезни».

Мягкая материя: «Мягкая материя — это общий термин для наук, занимающихся самыми разными темами: от текстильных материалов до механики жидкости, распределения гранул, биологических материалов и многого другого».

Все очень круто, все думают о будущем, которое отличается от прошлого, так что респект им. ДНК-цветы — не первое, что сделала Лаборатория Фримена, и я почти уверен, что они не будут последними. Не могу дождаться, чтобы увидеть, что будет дальше.

А вы думали, что Билл Беличик поехал в Университет Северной Каролины на футбол…

Ким — бывший руководитель отдела электронного маркетинга в крупном проекте Blues, редактор покойного и оплакиваемого Настойка.ioи теперь постоянный участник THCB