Наномашины из ДНК станут основой молекулярных компьютеров

«В сфере компьютеров на основе ДНК сама дезоксирибонуклеиновая кислота содержит информацию, а молекулы плавают в растворе, — говорит Юнган Кэ, старший автор опубликованной в онлайн-журнале Science статьи. — Наше открытие заключается в том, что мы связали эти части вместе в одной физической машине».

Другие лаборатории уже сообщали о создании наномашин на основе ДНК, но, по словам Кэ, его команда сумела построить более сложную структуру с динамическими свойствами. Она выглядит как складывающиеся гармошкой раздвижные двери. Открытое или закрытое положение одного элемента заставляет соседние также менять форму, создавая эффект домино.

Эту каскадную реакцию можно остановить или запустить заново в выбранном месте, установив в массиве точку разрыва. Изменение формы элементов происходит под действием температуры или химических денатурантов. Прямоугольные массивы достигают 50 нм в ширину и несколько сотен нм в длину — немногим меньше, чем вирусная частица ВИЧ или гриппа.

Для создания массивов ДНК ученые использовали два подхода: оригами и модульных блоков. Оба метода позволяют структурам самостоятельно собираться, находя в растворе нужные цепочки. С помощью метода оригами получаются более стабильные структуры, выдерживающие более высокие температуры.

Команда Кэ продемонстрировала возможность создания прямоугольных и трубчатых наноструктур, а в дальнейшем собирается разрабатывать сложные трехмерные машины, созданные на тех же базовых принципах, сообщает Phys.org.

В марте ученые Манчестера сообщили о создании компьютера на основе ДНК, способный самостоятельно развиваться и выполнять несколько вычислений одновременно. Кроме того, ДНК — идеальная среда для хранения информации, поскольку при своих размерах может существовать тысячи лет.