دست رباتیک نانومقیاس ساخته شده از DNA می تواند برای شناسایی ویروس ها استفاده شود

یک دست رباتیک در مقیاس نانو با چهار انگشت قابل خم شدن می تواند اشیایی مانند نانوذرات طلا یا ویروس ها را بگیرد.

زینگ وانگ در دانشگاه ایلینویز و همکارانش نانودست را با استفاده از روشی به نام اوریگامی DNA ساختند که در آن یک رشته طولانی و تک DNA توسط قطعات DNA کوتاه‌تر که با توالی‌های خاص روی رشته طولانی‌تر جفت می‌شوند، به هم متصل می‌شوند. از این روش می توان برای ایجاد اشکال پیچیده، از نقشه های قاره آمریکا گرفته تا نانوتوربین های در حال چرخش، استفاده کرد.

چهار انگشت نانو دست به یک “کف” متصل می شوند تا زمانی که دست باز است شکل ضربدری ایجاد کنند. هر انگشت تنها ۷۱ نانومتر طول دارد (نانو متر یک میلیاردیم متر است) و مانند انگشت انسان دارای سه مفصل است.

محققان مجموعه‌ای از آزمایش‌ها را انجام دادند تا نشان دهند این دست‌ها برای چه مواردی می‌توانند استفاده شوند. برای نشان دادن توانایی چنگ زدن، آنها نوارهایی از DNA مکمل را به ذرات طلا با قطر بین 50 تا 100 نانومتر اضافه کردند و انگشتان می توانستند آنها را بگیرند.

در آزمایش دیگری، انگشتان دست را گرفتند و تکه‌های DNA اضافی را که به پروتئین اسپایک ویروس SARS-CoV-2 متصل می‌شود، اضافه کردند. سپس نانو دست‌ها می‌توانستند ویروس‌ها را «چاپ» کنند و آنهایی که گرفته شده بودند قادر به آلوده کردن سلول‌های در حال رشد در یک کشت نیستند.

وانگ و همکارانش همچنین نانو دستها را طوری مهندسی کردند که هنگام اتصال به یک ویروس خاص، فلورسانس کنند، که می تواند به شناسایی چنین عوامل عفونی کمک کند. وانگ می گوید، آنها اکنون در حال بررسی هستند که آیا می توان از این دستگاه ها برای رساندن دارو به سلول ها استفاده کرد.

یکی از مزایای نانودست ها برای چنین کاربردهایی این است که DNA طبیعی به سرعت توسط آنزیم های موجود در خون تجزیه می شود، اما ساختارهای اوریگامی DNA پایدارتر هستند. وانگ می‌گوید: همچنین می‌توان با استفاده از نور فرابنفش برای ایجاد پیوندهای اضافی بین رشته‌ها یا پوشاندن آن‌ها در پلیمرهای خاص، ماندگاری بیشتری داشته باشد.

او می‌گوید: «ما چندی پیش آزمایش‌های حیوانی را آغاز کرده‌ایم، اما با نانوساختارهای DNA متفاوت.

متیو آکیلینا از دانشگاه ادینبورگ بریتانیا می‌گوید: «این طراحی واقعاً منحصر به فرد به نظر می‌رسد و می‌تواند الهام بخش دیگران باشد.