„Mâna” robotică la scară nanometrică făcută din ADN ar putea fi folosită pentru a detecta viruși

O mână robotică la scară nanometrică cu patru degete flexibile poate prinde obiecte precum nanoparticule de aur sau viruși.

Xing Wang de la Universitatea din Illinois și colegii săi au construit nanomâna folosind o metodă numită Origami ADN, în care o singură catenă lungă de ADN este „capsată” împreună de bucăți mai scurte de ADN care se împerechează cu secvențe specifice pe catena mai lungă. Această metodă poate fi folosită pentru a crea forme complexe, din hărți ale Americilor la nanoturbine rotative.

Cele patru degete ale nanomânei sunt unite cu o „palmă” pentru a forma o formă de cruce atunci când mâna este deschisă. Fiecare deget are doar 71 de nanometri lungime (un nanometru este o miliardime dintr-un metru) și are trei articulații, ca un deget uman.

Cercetătorii au făcut o serie de experimente pentru a arăta la ce ar putea fi folosite mâinile. Pentru a demonstra capacitatea de apucare, au adăugat benzi de complementare ADN la particule de aur cu diametrul cuprins între 50 și 100 de nanometri și degetele le puteau prinde.

Într-un alt test, au luat degetele și au adăugat bucăți suplimentare de ADN care se leagă de proteina spike a virusului SARS-CoV-2. Nanomâinile au putut apoi „apuca” viruși, iar cei care au fost prinși nu au putut infecta celulele care creșteau într-o cultură.

Wang și colegii săi au proiectat, de asemenea, nanomâinile pentru a fluoresce atunci când se leagă de un anumit virus, ceea ce ar putea ajuta la detectarea unor astfel de agenți infecțioși. Ei explorează acum dacă dispozitivele ar putea fi folosite pentru a introduce medicamente în celule, spune Wang.

Un avantaj al nanomâinilor pentru astfel de aplicații este că ADN-ul normal este descompus rapid de enzimele din sânge, dar structurile ADN origami sunt mai stabile. De asemenea, pot fi făcute să reziste mai mult prin utilizarea luminii ultraviolete pentru a crea legături suplimentare între fire sau prin acoperirea lor cu anumiți polimeri, spune Wang.

„Am început testele pe animale, dar cu diferite nanostructuri ADN, cu ceva timp în urmă”, spune el.

„Designul pare cu adevărat unic și ar putea inspira pe alții”, spune Matei Aquilina la Universitatea din Edinburgh, Marea Britanie.