Один из самых знаменитых клеточных молекулярных моторов - кинезин - "шагает" по молекуле белка. Изображение с сайта parkleberrysprings.com. "Наноробот" авторов данной работы перемещается по ДНК.

Молекулы, способные передвигаться вдоль определенных внутриклеточных структур известны биологам давно. По цепочке ДНК, например, "ездит" фермент ДНК-полимераза, копирующий молекулы ДНК. Моторные молекулы динеин и кинезин перемещаются по микротрубочкам - скелетным структурам клетки - и даже перевозят различные "грузы".

Ученые пытаются искусственно создавать подобные структуры, однако до сих пор ни одна из них не смогла сравниться с естественным аналогами. Авторы данного исследования утверждают, что по многим характеристикам их "молекулярная машина" превосходит остальные. Созданная ими конструкция состоит из двух соединенных друг с другом "ножек", представляющих собой короткие отрезки ДНК. "Ножки" могут прикрепляться к определенным последовательностям (так называемым комплементарным последовательностям) ДНК, по которой перемещается крошечный механизм. При этом "ножки" конкурируют между собой, то есть, если одна из них прикрепляется к основе, то вторая вынуждена отсоединиться.

Энергию для перемещения "наноробот" получает от специальных молекул, плавающих в окружающем растворе. Необходимая для этого реакция протекает при помощи катализатора, роль которого выполняют "ножки", когда они отрываются от поверхности. Такое сопряжение обеспечивает постоянную "поставку топлива".

Кроме обеспечения перемещающихся по ДНК "нанороботов" постоянным источником энергии, необходимо заставить их двигаться в одном направлении. Конструкция специалистов из Оксфорда разработана таким образом, что ее "ножка" может делать только шаг вперед или возвращаться на прежнее место. "Эта особенность также обеспечивает постоянное прикрепление к основе хотя бы одной "ноги". Соответственно, "наноробот" не может случайно оторваться и уплыть.

Однако у новой разработки есть недостатки. Так, "ножки" могут запутываться при ходьбе, препятствуя дальнейшему перемещению. В данный момент создатели работают над преодолением этой трудности. В перспективе подобные "нанороботы", только более совершенные, смогут обеспечить перевозку наногрузов по нанозаводам и нанофабрикам, однако это произойдет не раньше, чем исследователи смогут наладить стабильное перемещение "пустых" структур.