Pequenas redes de transporte de automontagem, alimentado por motores em escala nanométrica e controlado por DNA, foram desenvolvidos por cientistas da Universidade de Oxford e da Universidade de Warwick.

O sistema pode construir sua própria rede de trilhas com dezenas de micrômetros de comprimento, transportar cargas pela rede e até desmontar os trilhos.

O trabalho é publicado em Nature Nanotechnology e foi apoiado pelo Conselho de Pesquisa em Ciências Físicas e de Engenharia e pelo Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas.

Os pesquisadores foram inspirados pelo melanóforo, usado por células de peixes para controlar sua cor. Todas as trilhas na rede vêm de um ponto central, como os raios de uma roda de bicicleta. As proteínas motoras transportam pigmentos pela rede, seja concentrando-o no centro ou espalhando-o pela rede. Concentrar o pigmento no centro torna as células mais claras, pois o espaço circundante fica vazio e transparente.

O sistema desenvolvido pela equipe da Universidade de Oxford é muito semelhante, e é construído a partir do DNA e de uma proteína motora chamada cinesina. Alimentado por combustível ATP, as cinesinas se movem ao longo das micro-trilhas carregando módulos de controle feitos de filamentos curtos de DNA. Nanobots 'Assembler' são feitos com duas proteínas cinesina, permitindo-lhes mover faixas para montar a rede, enquanto as 'naves' só precisam de uma proteína cinesina para viajar ao longo dos trilhos.

'O DNA é um excelente bloco de construção para a construção de sistemas moleculares sintéticos, já que podemos programá-lo para fazer o que for necessário, 'disse Adam Wollman, que conduziu a pesquisa no Departamento de Física da Universidade de Oxford. 'Nós projetamos as estruturas químicas das fitas de DNA para controlar como elas interagem umas com as outras. Os ônibus podem ser usados ​​para transportar carga ou enviar sinais para dizer a outros ônibus o que fazer.

'Primeiro usamos montadores para organizar a pista em' raios ', desencadeada pela introdução do ATP. Em seguida, enviamos ônibus com carga verde fluorescente que se espalhou pela pista, cobrindo-o uniformemente. Quando adicionamos mais ATP, todas as naves se aglomeram no centro da pista, onde os raios se encontram. Próximo, enviamos ônibus de sinalização ao longo dos trilhos para dizer aos ônibus de transporte de carga para liberar a carga fluorescente no ambiente, onde se dispersa. Também podemos enviar ônibus programados com sinais de 'desmontagem' para o hub central, dizendo para as faixas se separarem. '

Esta demonstração usou corantes verdes fluorescentes como carga, mas os mesmos métodos podem ser aplicados a outros compostos. Além das mudanças de cor, sistemas de rastreio semelhantes a raios podem ser usados ​​para acelerar reações químicas, reunindo os compostos necessários no hub central. Mais amplamente, o uso de DNA para controlar proteínas motoras pode permitir o desenvolvimento de sistemas de automontagem mais sofisticados para uma ampla variedade de aplicações.