دست ربات DNA چهار انگشتی کوچک ویروس کرونا را می‌گیرد و سلول‌ها را از عفونت محافظت می‌کند
محققان یک نانوروبات الهام گرفته از دست انسان ساخته‌اند که از یک تک رشته DNA ساخته شده است.
دانشگاه ایلینوی اربانا-شامپین این دست رباتی کوچک را طراحی کرده که می‌تواند ویروس را گرفته و تهدید آن را خنثی کند.
نانوروبات چهار انگشتی، نانوگرفر، یک ابزار دو منظوره است. می‌تواند ویروس‌های COVID-19 را برای تشخیص سریع بگیرد و با مسدود کردن ورود ویروس به سلول‌ها از عفونت جلوگیری کند.
این فناوری نوآورانه برای کاربردهای آینده، مانند هدف‌گیری سایر ویروس‌ها یا تحویل مستقیم دارو به سلول‌های سرطانی، پتانسیل دارد.
زینگ وانگ، که این توسعه را هدایت کرد، گفت: "ما می‌خواستیم یک ربات نرم با ابعاد نانو و قابلیت‌های گرفتن بسازیم که قبلاً دیده نشده بود، تا با سلول‌ها، ویروس‌ها و مولکول‌های دیگر برای کاربردهای زیست‌پزشکی تعامل داشته باشد."
"ما از DNA برای خواص ساختاری آن استفاده می‌کنیم. DNA قوی، انعطاف‌پذیر و قابل برنامه‌ریزی است. حتی در زمینه اوریگامی DNA، این موضوع به لحاظ اصول طراحی جدید است. ما یک رشته طولانی DNA را به جلو و عقب تا می‌کنیم تا تمام عناصر، از جمله قطعات ثابت و متحرک، در یک مرحله ساخته شوند." وانگ توضیح داد.
نانوروبات با چهار انگشت
نانوروبات مبتنی بر DNA دارای چهار انگشت انعطاف‌پذیر است که هرکدام دارای سه مفصل هستند و حرکت دقیق و گرفتن را ممکن می‌سازند.
ساختار DNA زاویه و درجه خم‌شدن انگشت را تعیین می‌کند و تعاملات سفارشی با مولکول‌های هدف ممکن می‌سازد.
انگشت‌های نانوگرفر به آپتامرهای DNA مجهز هستند که به عنوان قفل‌های مولکولی عمل می‌کنند و اهداف خاصی را شناسایی و به آنها متصل می‌شوند.
در مورد COVID-19، نانوگرفر پروتئین اسپایک ویروس را هدف قرار داده و توانایی آن را برای عفونت سلول‌ها بطور موثر غیرفعال می‌کند. این اتصال، حرکت انگشتان را برای پوشاندن هدف تحریک می‌کند.
علاوه بر این، طرف مقابل این نانوروبات می‌تواند به سطح یا ساختارهای دیگر متصل شود، که استفاده از آن را در کاربردهای زیست‌پزشکی مختلف مانند حس‌گر و تحویل دارو ممکن می‌سازد.
نانوگرفر، هنگامی که با پلتفرم حس‌گر کریستالی فوتونیک ترکیب شود، یک تست سریع COVID-19 در مدت ۳۰ دقیقه ممکن می‌سازد. این تست حساسیت مشابه با آزمون‌های استاندارد PCR را داشته و نتایج دقیقی بسیار سریع‌تر از روش‌های سنتی ارائه می‌دهد.
برایان کانینگهام، استاد مهندسی کامپیوتر، گفت: "آزمون ما بسیار سریع و ساده است زیرا ویروس دست‌نخورده را مستقیماً شناسایی می‌کنیم".
کانینگهام اضافه کرد: "هنگامی که ویروس در دست نانوگرفر نگه داشته می‌شود، یک مولکول فلورسنت فعال شده و در صورت تابش نور توسط LED یا لیزر، نور را ساطع می‌کند. هنگامی که تعداد زیادی مولکول فلورسنت بر روی یک ویروس متمرکز می‌شوند، در سیستم تشخیص ما به‌قدری روشن می‌شود که می‌توانیم هر ویروس را به صورت جداگانه شمارش کنیم."
مسدود کردن ورود ویروس به سلول‌ها
نانوگرفر می‌تواند به عنوان یک اقدام پیشگیرانه در برابر عفونت‌های ویروسی نیز استفاده شود.
می‌تواند با اتصال به پروتئین های سطحی ویروس‌ها، آنها را از ورود به سلول‌ها بازدارد.
تیم این ایده را با ایجاد یک فرهنگ سلولی که به ویروس COVID-19 در معرض قرار گرفته بود، نشان داد.
آنها دریافتند که چندین گرافر ویروس را احاطه کرده و از اتصال آن به سلول‌ها جلوگیری می‌کنند.
وانگ گفت: "کاربرد آن پس از عفونت یک فرد بسیار دشوار خواهد بود، اما راهی وجود دارد که می‌توانیم از آن به عنوان یک درمان پیشگیرانه استفاده کنیم."
نویسنده در بیانیه مطبوعاتی گفت: "ما می‌توانیم یک ترکیب اسپری بینی ضد ویروسی ایجاد کنیم. بینی نقطه گرم برای ویروس‌های تنفسی مانند COVID یا آنفولانزا است. یک اسپری بینی با نانوگرفر می‌تواند از تعامل ویروس‌های تنفسی با سلول‌ها در بینی جلوگیری کند."
نانوروبات پتانسیل هدف‌گیری ویروس‌های مختلفی مانند آنفولانزا، HIV و هپاتیت B را دارد.
یافته‌ها در ژورنال Science Robotics منتشر شده‌اند.
