Çoğu için insan tarih, tıbbi tedavi hap gibi yöntemlere başvurdu, enjeksiyonlarVe ameliyat. Şimdi bilim insanları yeni bir fikir araştırıyor: küçücük, programlanabilir makineler itibaren DNA kan dolaşımında hareket edebilir.
A son inceleme dergide yayınlandı SmartBot bunları söylüyor DNA nanorobotlar bir gün teslim edebilecek kapasitede olabilir mi? uyuşturucu vücudun belirli yerlerine, yakalama virüsler SARS-CoV-2 gibi ve hatta küçük bilgi işlem cihazlarının oluşturulmasına yardımcı oluyor. Bu fikirler heyecan verici olsa da teknoloji henüz başlangıç aşamasında.
Gelişimin Erken Aşamaları
DNA robotiği kavramı geleneksel mühendislikten gelen fikirlerden yararlanmaktadır. Bilim insanları katı sistemler, esnek mekanizmalar ve origamiden ilham alan katlama tasarımları gibi geleneksel robot bilimindeki kavramları uyguladılar; ancak bunlar çok daha küçük ölçekte çalışıyor ve görselleştirilmelerini neredeyse imkansız hale getiriyor. Aslında bu DNA makineleri metrenin milyarda biri olan nanometre cinsinden ölçülür.
DNA bir yapı malzemesi olarak iyi çalışır çünkü katı baz eşleştirme kurallarına uyar. Bu kurallar mühendislerin kendilerini kontrollü bir şekilde katlayan, bağlayan ve yeniden yapılandıran DNA dizileri tasarlamalarına olanak tanır. Bu güvenilirlik, vücutta tutarlı bir şekilde çalışması gereken makinelerin geliştirilmesinin anahtarıdır. Şu anda çoğu DNA robotu, konsept kanıtı olarak hizmet veren ilk prototip modellerdir. Henüz gerçek tıbbi denemelerde ve tedavilerde kullanıma hazır değiller.
Kontrol Problemi
Bu kadar küçük ölçekte bu makinelerde güvenilir bir şekilde gezinmek zorluklar yaratıyor. Bu boyutta moleküller sürekli olarak rastgele hareket eder; Brownian hareketi adı verilen bir süreç, onların kesin olarak kontrol edilmesini zorlaştırır.
Bilim insanları DNA robotlarını kontrol etmenin iki ana yolunu belirlediler. Yöntemlerden biri, robotların hareket etmesini veya şekil değiştirmesini sağlamak için belirli DNA dizilerinin yakıt görevi gördüğü DNA iplikçiklerinin yer değiştirmesi gibi kimyasal reaksiyonları kullanıyor. Diğer yöntem ise robotları yönlendirmek veya harekete geçirmek için vücudun dışından gelen elektrik, manyetik veya ışık sinyalleri gibi sinyalleri kullanıyor. Bu yöntemler, bilim adamlarının her şeyin sürekli hareket ettiği yerlerde bile DNA robotlarını kontrol etmelerine yardımcı oluyor.
Potansiyel Uygulamalar
Bilim insanları hastalıkları tedavi etme şeklimizi değiştirebilecek tıbbi uygulamaları araştırıyor. Gelecekte DNA robotları, araştırmacıların “nano-cerrahlar” olarak tanımladığı şekilde işlev görebilir, hastalıklı hücreleri bulabilir ve tedavi edici bileşikleri doğrudan onlara iletebilir. Bu, kemoterapi gibi geleneksel tedavilere sıklıkla eşlik eden olumsuz yan etkilerin azaltılmasına yardımcı olabilir.
Araştırmacılar ayrıca bu DNA makinelerinin SARS-CoV-2 dahil virüsleri yakalayacak şekilde tasarlanıp tasarlanamayacağını da araştırıyorlar. Bu fikir sadece bir teori değil; İlk deneyler, bu makinelerin spesifik moleküler hedeflere bağlanabildiğini ve onlarla etkileşime girebildiğini zaten göstermiştir.
Hedeflenen ilaç dağıtımı için DNA robotlarını cazip kılan aynı hassasiyet, onları nano ölçekli üretim için de faydalı kılıyor. Programlanabilir şablonlar nanopartikülleri olağanüstü bir doğrulukla konumlandırabilir. Bu yeteneğin moleküler hesaplama ve gelişmiş optik sistemlerde potansiyel uygulamaları vardır.
Kalan Engeller
DNA robotiği gerçekten ilerleme kaydetti ancak laboratuvar deneylerini yararlı araçlara dönüştürmek zaman alacak. Bilim insanları, bu robotların hastalar üzerinde kullanılabilmesi için çözülmesi gereken birçok sorun buldu.
Büyük zorluklardan biri, alanda hala DNA yapılarının mekanik özelliklerini açıklayan kapsamlı veri tabanlarının bulunmamasıdır. Bu makinelerin gerçek hayatta nasıl çalışacağını tahmin etmeye yönelik araçlar halen geliştirilmektedir. Bu nedenle, belirli işler için robot tasarlamak çoğu zaman çok fazla deneme yanılma gerektirir.
İnceleme, imalattaki modüler parçalara benzer şekilde, öngörülebilir şekillerde bir araya getirilebilecek parça katalogları gibi standart DNA parçalarından oluşan kütüphanelere duyulan ihtiyaca dikkat çekiyor. Yazarlar ayrıca yapay zekanın hem tasarım sürecini hem de daha iyi simülasyon araçlarının geliştirilmesini hızlandırabileceğini öne sürüyor.
Geleceğin Makineleri
DNA robotları kavramı, teknik vaadlerinin ötesinde önemlidir. Onlarca yıldır ileri teknolojinin hakim vizyonu, daha hızlı işlemcilere ve silikon ve çelikten yapılmış daha güçlü malzemelere odaklandı. DNA robotları, biyolojik molekülleri makinelerin temeli olarak kullanarak yeni bir yol izliyor.
Araştırma ekibi, “Yarının robotları sadece metal ve plastikten yapılmayacak” diye yazıyor. “Biyolojik, programlanabilir ve akıllı olacaklar. Nihayetinde moleküler dünyaya hakim olmamızı sağlayacak araçlar olacaklar.”
Austin Burgess, satış, pazarlama ve veri analitiği konularında geçmişi olan bir yazar ve araştırmacıdır. MBA derecesine, İşletme alanında Lisans Diplomasına ve veri analitiği sertifikasına sahiptir. Çalışmaları, ortaya çıkan biyoloji, bilişsel sinir bilimi ve arkeolojik keşiflere vurgu yaparak bilimsel gelişmeleri kırmaya odaklanıyor.
Source link
