Forskare vid University of Texas i Austin har utvecklat en nanoskalamaskin gjord av DNA som slumpmässigt kan gå i vilken riktning som helst över ojämna ytor. Framtida tillämpningar av en sådan DNA-rullator kan inkludera en cancerdetektor som kan ströva omkring i människokroppen och leta efter cancerceller och märka dem för medicinsk avbildning eller läkemedelsinriktning.

Studien av forskarna Cheulhee Jung, Peter B. Allen och Andrew Ellington, publicerades denna vecka i tidskriften Naturens nanoteknik , utvecklat DNA-maskiner som kunde gå, oprogrammerade och åt olika håll, över en DNA-belagd yta. Tidigare, nanopartikelvandrare kunde bara gå på exakta och programmerade en- och tvådimensionella banor. Denna rollator kunde röra sig 36 steg, och dess rörelse på ett slumpmässigt sätt skiljer sig från rörelse som setts i andra studier.

"Detta är ett viktigt steg framåt för att utveckla nukleinsyramaskiner i nanoskala som kan agera autonomt under en mängd olika förhållanden, inklusive i kroppen, sa Ellington, professor vid Institutionen för molekylär biovetenskap och medlem av UT Center for Systems and Synthetic Biology. "DNA-nanoteknik är särskilt intressant eftersom den utforskar världen av materiedatorer, ' där beräkningar (inklusive promenader) utförs av fysiska föremål, snarare än med elektroniska eller magnetiska skyttlar. DNA-vandrare kan så småningom tillåta skyddande celler att gå på ytan av organ, ständigt beräkna om en cancer är närvarande."

Mer omedelbara praktiska tillämpningar kan inkludera att använda DNA-rullatorn i kroppen så att den kan förstärka signaler från cancerceller för att göra dem lättare att identifiera och rikta in sig på av läkare. Det kan också få konsekvenser för framtida leverans av nanoskaliga terapier.

Även om det kan vara en lång väg från att diagnostisera cancer till att bota den, "Alla genombrott börjar med små steg. Bara i det här fallet, de är stegen på en DNA-vandrare, " sa medförfattaren Jung.

Walkern är gjord av en enda bit DNA med två ben sammankopplade med en bål. Som en människa, den rör sig genom att sätta ett ben framåt, lyfter sedan upp det andra benet och lägger det framåt. Rollatorn bestämmer självständigt och slumpmässigt var han ska sätta benet på varje steg. Studien visade att när nanoskalamaskinen gick, den gick inte över samma område två gånger.