Исследователи разработали новый инструмент, названный MagicDNA, который может создавать гораздо более сложные ДНК-роботы и наноустройства, чем когда-либо было возможно раньше, за очень короткое время, передает пресс-служба Университета штата Огайо.

Разработка описана в статье, опубликованной в журнале Nature Materials.

Программное обеспечение помогает объединить крошечные нити ДНК в сложные структуры с такими частями, как роторы и шарниры, которые могут перемещаться и выполнять различные задачи, включая доставку лекарств. Такая технология – не нова, но на разработку подобных роботов раньше уходило несколько дней. Благодаря MagicDNA этот процесс занимает всего несколько минут.

Раньше можно было создавать устройства, состоящие примерно из шести отдельных компонентов, соединять их с помощью шарниров и пытаться заставить их выполнять сложные движения, отмечают авторы разработки. С помощью же нового программного обеспечения нетрудно создавать роботов или другие устройства, содержащие более 20 компонентов, которыми намного легче управлять.

Программное обеспечение имеет ряд преимуществ, которые помогут ученым разрабатывать более совершенные и полезные наноустройства. Одно из них состоит в том, что весь дизайн можно выполнять в 3D. Ранние инструменты проектирования позволяли создавать только в 2D. Это означало, что дизайнеры не могли делать свои устройства слишком сложными.

Новый инструмент также позволяет дизайнерам создавать ДНК-структуры «снизу вверх» или «сверху вниз». При проектировании «снизу вверх» исследователи берут отдельные нити ДНК и решают, как организовать их в желаемую структуру, что позволяет точно контролировать структуру и свойства локального устройства. Но они также могут использовать подход «сверху вниз», когда они решают, как их общее устройство должно приобрести геометрическую форму, а затем автоматизировать сборку цепей ДНК. Сочетание этих двух элементов позволяет повысить сложность общей геометрии, сохранив точный контроль над свойствами отдельных компонентов.

Еще одним ключевым элементом программного обеспечения является то, что оно позволяет моделировать, как сконструированные ДНК-устройства будут двигаться и работать в реальном мире.

В качестве примера ученые разработали роботы-манипуляторы с «когтями», которые могут подбирать более мелкие предметы, и структуру размером в сто нанометров, которая выглядит как самолет («самолет» в 1000 раз меньше ширины человеческого волоса).