Продолжается создание биоинженерных устройств, способных автоматически распознавать и уничтожать раковые клетки и прочую нечисть. Вслед за сотрудниками Калифорнийского технологического института и Стэнфордского университета (оба — США) о своих успехах отчиталась международная группа учёных, составленная из специалистов Еврейского (Израиль), Льежского (Бельгия) и Калифорнийского в Лос-Анджелесе (США) университетов.

Исследователям, по их словам, удалось создать ДНК-механизм, выступающий как логическое устройство для химического зондирования и доставки медицинских препаратов по назначению. В отличие от множества аналогичных разработок, новинка обладает памятью, то есть её можно программировать.

Аппарат состоит из трёх «ДНК-пинцетов» — молекулярных механизмов, которые сами по себе известны уже лет десять. Они представляют собой два жёстких «щупа», которые составлены из нитей оснований ДНК, соединённых гибкой «перемычкой». При добавлении определённых веществ в «перемычку» можно управлять «пинцетом», то есть заставлять его раскрываться и закрываться.

Учёные утверждают, что им удалось определить две дополнительные пары триггеров: ионы ртути закрывают «пинцет», а цистеин удаляет ртуть, в результате чего «пинцет» снова раскрывается. Триггером может выступать также водородный показатель (pH). Если среду сделать более кислой, добавив Н+, «пинцет» откроется, а если рН будет нейтральным, для чего надо добавить ОН^–, он закроется.

Каждый из таких «пинцетов» в устройстве имеет свой механизм. Один реагирует на ртуть и цистеин, другой чувствителен к pH, третий отзывается только на определённую нить ДНК. В этом и заключается весь секрет. Так, раковые клетки имеют кислую среду, а нормальные — нейтральную. Следовательно, наткнувшись на раковую клетку, «пинцет» раскроется и выпустит лекарственное средство.

В соответствии с состоянием открытости или закрытости каждого из «пинцетов» устройство может находиться в восьми конфигурациях. Кроме того, конфигурация устройства зависит ещё и от предыдущего положения «пинцета», так что общее количество вариаций возрастает до шестнадцати.

Разработчики называют свой аппарат примитивным. По их мнению, без дополнительного количества логических операций, которые сможет выполнять устройство, подобные «роботы» не будут иметь большого практического значения.

Результаты исследования опубликованы в статье:

Zhen-Gang Wanga, Johann Elbaza, F. Remacleb, R. D. Levinea and Itamar Willner All-DNA finite-state automata with finite memory. – 2010. – vol. 107. – no.51. – P. 21996–22001; doi: 10.1073/pnas.1015858107.