Термин нано… и его производные (особенно, «нанотехнологии») я недолюбливаю. Уж слишком часто их используют как рекламные завлекалки, а то и того хуже. Подозреваю, что многие читатели реагируют на «нанотехнологии» сходным образом...

Тем не менее, пишу пост о нанороботах, причём, без столь любимых мною кавычек. Тому виной статья, опубликованная недавно в Science Robotics,  (https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adi2084). Кстати, с этим журналом (это один из «отпрысков» Science) я знаком не был, что лишний раз подчеркивает степень моего дилетантизма в этой области. И всё же, я попробую простыми словами (если глубоко, я и сам многое недопонимаю) рассказать о нанороботах, сконструированных авторами этой работы.

Материал, из которого они сделаны – ДНК. Размер – вполне оправдывающий название – 142нм с разогнутыми «пальцами». Функция – хватать (захватывать) микрообъекты размером 50-100 нм (размер большинства вирионов в этом диапазоне). Механизм заимствован у природы – это аналог кисти. Есть «ладонь» (размером 8х8нм) и 4 «пальца». У каждого «пальца» 3 «фаланги» (длиной 24, 22 и 21 нм, начиная от «ладони). Всего у этого наноробота 12 «суставов» и 13 «косточек». Схематически это изображено на рисунке ниже (как и все последующие рисунки он взят из статьи). Имя данного наноробота – NanoGripper, сокращенно - NG (grip — cхватить, захват).

NG существует не только «в чертежах». NG, причём, в вариантах для различных задач, реально сделаны. Вот как они выглядит под электронным микроскопом в различных конфигурациях:

При конструировании NG использовались приёмы искуства Оригами. ДНК вообще подходящий материал для «оригами-строительства». Это направление развивается уже около 15 лет. Но NG, насколько я могу судить, пока высшее достижение в этой области. Кончики их пальцев можно сделать таким образом, что они могли специфически связываться с теми или иными структурами на поверхности микрообъектов. 

Это продемонстрировано на примере коронавируса SARS-CoV-2. NG «настроенный» на SARS-CoV-2 имеет на кончиках пальцев «липучки» (по-научному — аптомеры) специфически связывающиеся с белком S. Аптомеры это «сконструированные» нуклеинокислотные последовательности, сворачивающиеся в 3-D конфигурацию комплиментарную тем или иным эпитопам. На рисунке схематически показано как это выглядит, в контексте торможения связывания SARS-CoV-2 c рецептором. Последнее, теоретически, имеет потенциал в области лечения и профилактики КОВИДа. То, что такое применение NG работает in vitro, экспериментально подтверждено авторами статьи.

Другая область, где NG могут найти применение – диагностика вирусных инфекций. Причём, применительно к SARS-CoV-2, это уже не только слова, а и некоторые экспериментальные наработки, которые описаны в статье. Схема здесь немного сложнее, но принцип прост – NG, фиксированные к поверхности, захватывают вирионы к SARS-CoV-2, если они есть в нанесенном на поверхность жидком образце. Эти диагностические NG сделаны таким образом, чтобы, когда в их пальцах оказывается «добыча» (вирус), генерировать регистрируемый сигнал. Кстати, оборудование, которое для этого необходимо стоит относительно дешево и стоимость такого теста на SARS-CoV-2, по оценкам авторов, ниже, чем стоимость тестов на антиген, не говоря уже о ПЦР.

Применений для подобных нанороботов можно напридумывать множество. А вот будет ли этот потенциал реализован? Далеко не всегда красивые идеи, осущесвляются настолько, чтобы играть значимую роль в реальной жизни. Надеюсь, это не такой случай.

Проф_АФВ