Robot Yang Terbuat Dari DNA Suatu Hari Bisa Mengangkut Obat ke Dalam Tubuh Anda

Ilustrasi (sangat) konseptual dari dua robot DNA yang secara kolektif melakukan tugas pemilahan kargo pada permukaan "origami" DNA. (Gambar: Demin Liu)

Dalam film fiksi ilmiah Amerika klasik tahun 1966, Fantastic Voyage , awak kapal selam dibuat kecil dan disuntikkan ke dalam tubuh untuk memperbaiki gumpalan darah di otak. Jelas bukan itu cara kerja ilmu kedokteran masa depan, tetapi gagasan tentang menciptakan mesin mikroskopis untuk melakukan tugas-tugas kompleks sudah pasti tepat. Kemajuan baru-baru ini, di mana robot yang terbuat dari DNA diprogram untuk menyortir dan mengirimkan molekul ke lokasi tertentu, sekarang merupakan langkah penting dalam arah futuristik ini.

Ini masih hari-hari awal untuk nanoteknologi, tetapi penelitian baru dari Institut Teknologi California menunjukkan potensi luar biasa dari teknologi berukuran pint ini. Tim peneliti CalTech yang dipimpin oleh Anupama Thubagere dan Lulu Qian telah membuat robot dari DNA, dan memprogramnya untuk membawa molekul individu ke lokasi yang ditentukan. Akhirnya, teknologi ini dapat digunakan untuk mengangkut molekul dari berbagai jenis ke seluruh tubuh — yang berpotensi mengubah segalanya mulai dari pemberian obat hingga cara tubuh melawan infeksi hingga cara pengukuran mikroskopis dilakukan.

Saat ini ada tiga bidang yang muncul dalam nanosains DNA, ilmu tentang pembuatan perangkat berukuran molekul dari DNA: perakitan mandiri struktur nano dari untaian DNA, komputasi molekuler dan penyimpanan data, dan robotika DNA, yang menjadi fokus penelitian yang dipublikasikan. hari ini di Science . Premis utama dari nanosains DNA adalah bahwa, alih-alih menciptakan perangkat atau sistem molekuler dari awal, kita dapat memanfaatkan kekuatan alam, yang telah memahami sebagian besar hal ini. Jika dan ketika kita akhirnya menguasai mesin molekuler, kita akan dapat membangun robot berukuran mikroskopis dengan fungsi yang dapat diprogram dan mengirimkannya ke tempat-tempat yang tidak mungkin dijangkau, seperti sel atau tumor kanker yang sulit dijangkau.

Dalam eksperimen sebelumnya , robot DNA mendemonstrasikan kemampuannya untuk melakukan tugas-tugas sederhana, tetapi upaya terbaru ini meningkatkan tingkat kerumitan secara signifikan, sekaligus membuka jalan menuju pengembangan robot DNA untuk keperluan umum.

“Ini adalah pertama kalinya robot DNA diprogram untuk melakukan tugas pemilahan kargo, tetapi yang lebih penting daripada tugas itu sendiri, kami menunjukkan bagaimana tugas yang tampaknya rumit ini — dan mungkin banyak tugas lain — yang dapat diprogram untuk digunakan oleh robot DNA. blok bangunan yang sangat sederhana dan modular, ”jelas Qian dalam email ke Gizmodo. "Ini juga contoh pertama yang menunjukkan beberapa robot DNA secara kolektif melakukan tugas yang sama."

Untuk studi baru, para peneliti merancang sekelompok robot DNA yang secara kolektif dapat melakukan tugas yang telah ditentukan sebelumnya yang membuat mereka berjalan di sepanjang platform uji, menemukan muatan molekuler, dan mengirimkannya ke lokasi tertentu. Bot dapat melakukan ini secara mandiri.

Ilustrasi konseptual dari sistem pengiriman kargo molekuler. (Gambar: Ella Maru Studio)

Setiap robot, dibangun dari molekul DNA untai tunggal yang terdiri dari 53 nukleotida, dilengkapi dengan “kaki” untuk berjalan dan “lengan” untuk mengambil objek. Bot tersebut berukuran tinggi 20 nanometer, dan langkah berjalan mereka diukur sepanjang enam nanometer, di mana satu nanometer adalah sepermiliar meter. Sebagai perspektif, rambut manusia memiliki diameter sekitar 50.000 hingga 100.000 nanometer, jadi skala yang kita bicarakan di sini sangat kecil.

Untuk kargo, para peneliti menggunakan dua jenis molekul, masing-masing bagian DNA beruntai tunggal yang berbeda. Dalam pengujian, para peneliti menempatkan kargo ke lokasi acak di sepanjang permukaan platform uji DNA origami (melipat sendiri) dua dimensi. Robot DNA berjalan bergerak paralel di sepanjang permukaan ini, berburu kargo mereka.

Untuk melihat apakah robot berhasil mengambil dan menurunkan kargo di lokasi yang tepat, para peneliti menggunakan dua pewarna fluoresen untuk membedakan molekul. Ilmuwan belum berada pada tahap di mana mereka dapat memprogram robot sebesar ini untuk memiliki memori built-in, jadi sebaliknya, robot dirancang untuk "mencocokkan" muatan mereka.

“Kami merancang lokasi drop-off khusus untuk setiap jenis kargo: jika jenisnya cocok, lokasi drop-off akan memberi tanda kepada robot untuk melepaskan kargo; jika tidak, robot akan terus berjalan dan mencari lokasi penurunan lainnya, ”jelas Qian. “Anda mungkin mengira robot itu tidak pintar. Tetapi inilah prinsip kunci untuk membangun mesin molekuler: buat molekul individu sesederhana mungkin sehingga mereka dapat berfungsi dengan andal dalam lingkungan biokimia yang kompleks, tetapi manfaatkan apa yang dapat dilakukan oleh kumpulan molekul, di mana kecerdasan didistribusikan ke dalam molekul yang berbeda. ”

Para peneliti memperkirakan bahwa setiap robot DNA mengambil sekitar 300 langkah untuk menyelesaikan tugasnya, atau kira-kira sepuluh kali lebih banyak daripada upaya sebelumnya.

"Kami berhasil memprogram perilaku kompleks dalam robot DNA dan mengelompokkan setiap tugas menggunakan origami DNA," kata Thubagere.

Dalam percobaan, 80 persen molekul kargo disortir, jadi masih ada ruang untuk perbaikan. Qian dan Thubagere berhipotesis bahwa tidak semua molekul disintesis dengan benar, atau beberapa bagian dari robot atau platform pengujian rusak. Lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk mengetahui semua ini, dan untuk menguji robot DNA di bawah kondisi lingkungan yang berbeda jika kita ingin benda-benda ini bekerja di tubuh kita. Studi baru ini menawarkan metodologi yang layak bagi para ilmuwan untuk terus dikejar.

“Implikasi terbesar yang saya harapkan dari pekerjaan ini adalah menginspirasi lebih banyak peneliti untuk mengembangkan robot DNA modular, kolektif, dan adaptif untuk berbagai tugas, untuk benar-benar memahami prinsip-prinsip teknik untuk membangun mesin molekuler buatan, dan membuatnya dengan mudah. dapat diprogram sebagai robot makroskopik, ”kata Qian.

[ Sains ]

Suggested posts

Apakah Mungkin Mengunggah Informasi ke Otak Saya?

Apakah Mungkin Mengunggah Informasi ke Otak Saya?

Itu adalah malam kerja di era Trump, dan saya berada di tempat tidur, membaca buku tentang neoliberalisme. Atau, lebih tepatnya, mencoba.

FAA Membersihkan Armada Drone Amazon, Jadi Kami Selangkah Lebih Dekat ke Neraka Perdagangan

FAA Membersihkan Armada Drone Amazon, Jadi Kami Selangkah Lebih Dekat ke Neraka Perdagangan

Administrasi Penerbangan Federal telah memberikan lampu hijau untuk armada drone Prime Air Amazon. Ya, itu berarti Amazon sekarang dapat mulai menguji coba pengiriman udara.

Related posts

Tim Cook yang Sagelike Bermimpi Melihat Uang Mati

Tim Cook yang Sagelike Bermimpi Melihat Uang Mati

Gambar: Getty Dalam momen transendental yang aneh selama pertemuan pemegang saham tahunan Apple, CEO dan orang tua berusia lima tahun Tim Cook mengatakan kepada investor perusahaan hari ini bahwa dia "berharap masih hidup untuk melihat penghapusan uang." Pada saat itu, Cook tidak mengungkapkan a percaya pada kefanaan semua hal materi, tetapi menangani solusi pembayaran seluler perusahaan, Apple Pay, yang memiliki "masa depan yang luar biasa di depannya," menurut Cook.

Spot Memiliki Gig Baru sebagai Anjing Penjaga Robo

Spot Memiliki Gig Baru sebagai Anjing Penjaga Robo

Spot mungkin tidak bekerja untuk polisi lagi, tetapi robot berkaki empat milik Boston Dynamics sudah memiliki pertunjukan baru sebagai anjing penjaga di sebuah pabrik mobil Korea Selatan. Isyarat gelombang baru meme "Cermin Hitam".

Ted Cruz, Manusia Terkemuka, Meluncurkan Investigasi Ke dalam Kecerdasan Buatan

Ted Cruz, Manusia Terkemuka, Meluncurkan Investigasi Ke dalam Kecerdasan Buatan

Senator Texas Ted Cruz, manusia, menyentuh pintu dengan tangan manusianya (Foto oleh Alex Wong/Getty Images) Senator Ted Cruz, yang telah lama diyakini sebagai manusia, akan mengadakan dengar pendapat Kongres tentang kecerdasan buatan besok. Dan sementara Gizmodo belum mengkonfirmasi atau menyangkal desas-desus bahwa Ted Cruz sedang mencoba membangun taman hiburan bergaya Westworld-nya sendiri, kami yakin semuanya baik-baik saja.

Administrasi Biden Mengatakan IPCC 'Tidak Memberikan Alasan yang Cukup' untuk Mengakhiri Pengeboran Lepas Pantai

Administrasi Biden Mengatakan IPCC 'Tidak Memberikan Alasan yang Cukup' untuk Mengakhiri Pengeboran Lepas Pantai

Karya ini awalnya diterbitkan di Daily Poster, outlet berita investigasi yang didanai oleh akar rumput. Klik di sini untuk menjadi pelanggan.

MORE COOL STUFF

Fans 'KUWTK' Jelaskan Bagaimana Mereka Begitu Cepat Melihat 'Photoshop' Kardashian di Instagram

Fans 'KUWTK' Jelaskan Bagaimana Mereka Begitu Cepat Melihat 'Photoshop' Kardashian di Instagram

Penggemar 'KUWTK' pada dasarnya pro pada saat ini ketika mendeteksi 'Photoshop' Kardashian di Instagram. Pelajari lebih lanjut di sini.

Daniel Craig Tunjukkan Emosi Di Layar dan di Luar Layar di Film James Bond Baru 'No Time to Die'

Daniel Craig Tunjukkan Emosi Di Layar dan di Luar Layar di Film James Bond Baru 'No Time to Die'

007 Daniel Craig telah menunjukkan emosi sebagai James Bond di layar dan dalam memberikan pidato kepada kru 'No Time to Die'.

Bintang 'Ted Lasso' Brett Goldstein Harus Mengalahkan 3 Rekan Bintangnya untuk Membawa Pulang Penghargaan Emmy untuk Aktor Pendukung Luar Biasa dalam Komedi

Bintang 'Ted Lasso' Brett Goldstein Harus Mengalahkan 3 Rekan Bintangnya untuk Membawa Pulang Penghargaan Emmy untuk Aktor Pendukung Luar Biasa dalam Komedi

Akankah bintang 'Ted Lasso' Brett Goldstein memenangkan Aktor Pendukung Luar Biasa, atau akankah beberapa nominasi menjadi penyebab kerugian di Emmy 2021?

'Ted Lasso': Bisakah Bayaran Utama Jason Sudeikis untuk Musim 3 Mengubah Nasib Musim 4?

'Ted Lasso': Bisakah Bayaran Utama Jason Sudeikis untuk Musim 3 Mengubah Nasib Musim 4?

Jason Sudeikis dan rekan-rekannya mencetak bayaran besar untuk musim 3 'Ted Lasso' -- dapatkah itu mengubah pikiran mereka tentang membuat musim 4?

Perang Prancis dan India Adalah Perang Dunia 'Nyata' Pertama

Perang Prancis dan India Adalah Perang Dunia 'Nyata' Pertama

Perang Prancis dan India, juga disebut Perang Tujuh Tahun, bukanlah Prancis melawan 'India', tetapi perampasan tanah besar-besaran Prancis dan Inggris yang secara tidak langsung menyebabkan Revolusi Amerika.

Mengapa Anda Tidak Dapat Bekerja Dari Mana Saja jika Anda Bekerja Dari Rumah?

Mengapa Anda Tidak Dapat Bekerja Dari Mana Saja jika Anda Bekerja Dari Rumah?

Pekerjaan permanen Anda dari pertunjukan rumah mungkin membuat Anda berpikir untuk pindah secara permanen ke rumah pantai atau negara asing. Tetapi sebelum Anda melakukannya, tanyakan kepada majikan Anda. Beberapa mungkin tidak keren dengan Anda melakukan langkah ini.

Mengapa Sabat Begitu Pusat Tradisi Yahudi?

Mengapa Sabat Begitu Pusat Tradisi Yahudi?

Shabbat adalah hari libur yang merupakan pusat kehidupan Yahudi, terjadi setiap hari Jumat saat matahari terbenam hingga Sabtu malam. Tapi apa itu dan bagaimana itu diamati?

Siapa Presiden AS Termuda?

Siapa Presiden AS Termuda?

Anda harus berusia minimal 35 tahun untuk menjadi Presiden Amerika Serikat. Jadi, apakah ada yang mendekatinya?

Melihat Kembali Hubungan Jill Biden dengan Pangeran Harry

Melihat Kembali Hubungan Jill Biden dengan Pangeran Harry

Keduanya pertama kali bertemu ketika Dr. Biden adalah ibu kedua

Rumah Hancur, Ribuan Orang Dipaksa Mengungsi Saat Gunung Berapi Meletus di Kepulauan Canary Spanyol

Rumah Hancur, Ribuan Orang Dipaksa Mengungsi Saat Gunung Berapi Meletus di Kepulauan Canary Spanyol

Lebih dari 5.000 orang telah dievakuasi setelah gunung berapi di La Palma, salah satu Kepulauan Canary Spanyol, meletus pada hari Minggu.

Pernikahan Gedung Putih? Jill Biden Mengatakan Cucu Naomi, Yang Baru Bertunangan, Belum Bertanya

Pernikahan Gedung Putih? Jill Biden Mengatakan Cucu Naomi, Yang Baru Bertunangan, Belum Bertanya

Naomi Biden bertunangan dengan Peter Neal tetapi belum meminta pernikahan Gedung Putih dari Presiden Joe Biden dan Ibu Negara Jill Biden

Laine Hardy Refleksikan Album Barunya dan Debut Grand Ole Opry: 'It Feels Like a Dream'

Laine Hardy Refleksikan Album Barunya dan Debut Grand Ole Opry: 'It Feels Like a Dream'

Pemenang American Idol Laine Hardy juga melakukan debutnya di Grand Ole Opry

Misogyny yang terinternalisasi, haiku

Misogyny yang terinternalisasi, haiku

karena kita seharusnya menyukai apa yang disuruh pria, menertawakan apa yang dikatakan pria lucu, dan baik-baik saja saat wanita melakukan pekerjaan menindas diri sendiri. Foto oleh Timothy Dykes di Unsplash Keren saat wanita Menikmati milik mereka sendiri penindasan Setidaknya dia dibayar Jenny Keadilan adalah seorang ibu, instruktur Sosiologi, dan penulis. Anda dapat mengikutinya di Medium dan di Jenny Justice, Penulis, untuk artikel yang lebih berwawasan, esai tentang empati dan introversi, dan semua hal lain yang kutu buku, baik hati, spiritual, dan informatif dalam hal pendidikan (penulis top!), Parenting (teratas penulis!), membaca (penulis top!), anak-anak, budaya, puisi, kesetaraan, keadilan diri dan sosial.

Apa yang Sebenarnya Terjadi pada Tabrakan Partikel?

Apa yang Sebenarnya Terjadi pada Tabrakan Partikel?

Pengantar Tabrakan yang Singkat dan Mudah Dimengerti di LHC. Pernahkah Anda bertanya-tanya apa yang sebenarnya terjadi di dalam penumbuk partikel? Tentu saja Anda punya! Dan saya yakin Anda telah mencarinya di Google dan menemukan ratusan hit tentang semacam Lubang Hitam buatan manusia? Atau mungkin Anda percaya bahwa Illuminati menggunakannya untuk menciptakan anti-materi, terlepas dari upaya terbaik Tom Hank… (Lihat Angels and Demons untuk referensi itu).

Kebenaran Lain Tentang Pekerjaan Jarak Jauh

Kesalahpahaman tentang prevalensi bekerja dari rumah menjelaskan banyak tentang bias konfirmasi di Amerika

Kebenaran Lain Tentang Pekerjaan Jarak Jauh

Oleh Elaine Godfrey Sekitar enam bulan yang lalu, seorang rekan meminta saya untuk menebak berapa persentase orang Amerika yang masih bekerja dari rumah. Saya masih menghabiskan delapan jam sehari untuk menelepon hanya beberapa meter dari lemari es saya.

Meluncurkan Trento Remote: kumpulan pilihan untuk kehidupan pegunungan terpencil

Meluncurkan Trento Remote: kumpulan pilihan untuk kehidupan pegunungan terpencil

Sekitar 5 tahun yang lalu, kami mengemasi tas kami dari San Francisco, dan mengalihkan pandangan tanpa terlihat di sebuah kota kecil dekat Trento, Italia —dan jelas, hidup kami berubah total. Kami sekarang sepenuhnya tenggelam dalam alam setiap hari, berada di danau setiap hari di musim panas, memiliki perawatan kesehatan yang baik, cukup sering bermain ski, anak-anak kami pergi ke sekolah yang luar biasa, dan kami semua umumnya tidak terlalu stres.

Language