Små självmonterande transportnätverk, drivs av nanomotorer och kontrolleras av DNA, har utvecklats av forskare vid Oxford University och Warwick University.

Systemet kan konstruera sitt eget nätverk av spår som spänner över tiotals mikrometer i längd, transportera gods över nätet och till och med demontera spåren.

Verket publiceras i Naturens nanoteknik och fick stöd av Engineering and Physical Sciences Research Council och Biotechnology and Biological Sciences Research Council.

Forskare inspirerades av melanoforen, används av fiskceller för att kontrollera deras färg. Spår i nätverket kommer alla från en central punkt, som ekrarna på ett cykelhjul. Motorproteiner transporterar pigment runt nätverket, antingen koncentrera den i centrum eller sprida den över hela nätverket. Att koncentrera pigment i mitten gör cellerna lättare, eftersom det omgivande rummet lämnas tomt och transparent.

Systemet som utvecklats av Oxford University-teamet är väldigt likt, och är byggd av DNA och ett motorprotein som kallas kinesin. Drivs av ATP -bränsle, kinesiner rör sig längs mikrospåren som bär kontrollmoduler gjorda av korta DNA-strängar. 'Assembler' nanobots är gjorda med två kinesinproteiner, låta dem flytta spår runt för att montera nätverket, medan "skyttlarna" bara behöver ett kinesinprotein för att färdas längs spåren.

"DNA är en utmärkt byggsten för att konstruera syntetiska molekylära system, eftersom vi kan programmera det för att göra vad vi behöver, sa Adam Wollman, som utförde forskningen vid Oxford Universitys institution för fysik. 'Vi utformar de kemiska strukturerna i DNA -strängarna för att kontrollera hur de interagerar med varandra. Skyttlarna kan användas för att antingen transportera last eller leverera signaler för att tala om för andra skyttlar vad de ska göra.

"Vi använder först montörer för att arrangera banan i "ekrar", utlöst av införandet av ATP. Vi skickar sedan in skyttlar med fluorescerande grönlast som sprider sig över banan, täcker den jämnt. När vi lägger till mer ATP, skyttlarna samlas i mitten av banan där ekrarna möts. Nästa, vi skickar signalskyttlar längs spåren för att tala om för de lastbärande skyttlarna att släppa ut den fluorescerande lasten i miljön, där det sprids. Vi kan också skicka skyttlar programmerade med "demonteringssignaler" till det centrala navet, säger åt spåren att bryta upp.'

Denna demonstration använde fluorescerande gröna färgämnen som last, men samma metoder skulle kunna tillämpas på andra föreningar. Förutom färgförändringar, ekerliknande spårsystem kan användas för att påskynda kemiska reaktioner genom att föra samman de nödvändiga föreningarna vid det centrala navet. Mer allmänt, att använda DNA för att kontrollera motorproteiner skulle kunna möjliggöra utvecklingen av mer sofistikerade självmonterande system för en mängd olika tillämpningar.