Учёные построили из ДНК нанороботов с клешнями для отлова вирусов

[Ippolitovich]

В Иллинойсском университете в Урбане-Шампейне (University of Illinois at Urbana-Champaign) создали NanoGripper — нечто вроде четырёхпалой руки из цельного фрагмента ДНК. Пальцы этой «руки» автоматически сжимаются вокруг вируса, реагируя на его молекулярный состав. После этого действие вируса блокируется — он не может проникнуть в клетку и заразить её. Кроме того, NanoGripper способен доставлять лекарства к клеткам-мишеням, что даёт надежду на его применение в борьбе с раком.

 

По словам учёных, это первая работа такого рода, позволяющая из одной неразрывной нити ДНК создать захват нанометрового масштаба. Нить многократно сгибают, чтобы воспроизвести четырёхпалый захват с тремя подвижными суставами на каждом «пальце». NanoGripper был протестирован на захвате вируса COVID-19: чувствительные элементы суставов захвата были настроены на обнаружение спайковых белков вируса. Как только вирус попадал в зону действия захвата, он тут же обхватывался. Чужеродный элемент, закреплённый на вирусе, не давал ему проникнуть в клетку. В сочетании с диагностической системой это позволяло легко идентифицировать патоген. Зафиксированный и обездвиженный вирус становился мишенью для флуоресцентных молекул, что выдавало его присутствие. Таким образом, NanoGripper открывает возможность подсчёта вирусов в биоматериале, обеспечивая сверхточную диагностику. Предложенное решение не поможет вылечить уже заразившегося человека, но может использоваться в качестве профилактической меры. Например, в виде назального спрея, создающего защитный барьер против вирусов. Достаточно будет закапать нос, и своеобразные «капканы» для вирусных частиц будут готовы.

 

  
Как отмечают исследователи в своей работе, опубликованной в журнале *Science Robotics*, открытие имеет более широкий потенциал, чем заявлено в статье. NanoGripper может использоваться для доставки лекарств от рака непосредственно к клеткам, настройки на другие вирусы, такие как ВИЧ или гепатит, а также для диагностики. «Мы стремились создать робота из мягкого материала наноразмерного масштаба с невиданными ранее функциями захвата, который мог бы взаимодействовать с клетками, вирусами и другими молекулами для биомедицинских применений, — поясняют учёные. — Мы используем ДНК из-за её уникальных структурных свойств: прочности, гибкости и программируемости. Даже для области ДНК-оригами это новаторство с точки зрения принципа проектирования. Мы сгибаем одну длинную нить ДНК взад и вперёд, чтобы за один шаг получить все элементы, как статичные, так и подвижные».