DNAで作られたプログラム可能なナノロボット(Programmable nanorobots made of DNA)

ad

2025-10-23 ミュンヘン大学(LMU)

Web要約 の発言:
ルートヴィヒ・マクシミリアン大学ミュンヘン(LMU)の研究チームは、DNA分子を折り紙のように折り畳んで作るプログラム可能なナノロボットを開発した。DNAオリガミ技術を用いて、光・pH・酵素などの刺激に応答して形を変える分子構造を構築し、初めて「コンピュータチップのように動作を制御できる」分子ロボットを実現した。新システム「SEPP(Serial Execution of Programmable Processes)」では複数の分子スイッチをネットワーク化し、刺激の順序や時間差に応じて段階的に反応を起こす。エネルギーは外部から供給せず、DNA構造内部に蓄えられた分子張力を利用する「ぜんまい式」機構で作動する。この特性により、体内を移動しながら自律的に薬剤放出や分子反応を行う応用が期待される。成果は『Science Robotics』誌に掲載された。

<関連情報>

モジュール型ナノロボット用のエネルギー供給ハードウェアとしてのバネ式DNA折り紙アレイSpring-loaded DNA origami arrays as energy-supplied hardware for modular nanorobot

Martina Pfeiffer, Fiona Cole, Dongfang Wang, Yonggang Ke, and Philip Tinnefeld
Science Robotics  Published:22 Oct 2025
DOI:https://doi.org/10.1126/scirobotics.adu3679DNAで作られたプログラム可能なナノロボット(Programmable nanorobots made of DNA)

 

Abstract

DNA origami nanorobots allow for the rational design of nanomachines that respond to environmental stimuli with preprogrammed tasks. To date, this mostly is achieved by constructing two-state switches that, upon activation, change their conformation, resulting in the performance of an operation. Their applicability is often limited to a single, specific stimulus-output combination because of their intrinsic properties as two-state systems only. This makes expanding them further challenging. Here, we addressed this limitation by introducing reconfigurable DNA origami arrays as networks of coupled two-state systems. This universal design strategy enables the integration of various operational units into any two-state system within the nanorobot, allowing it to process multiple stimuli, compute responses using multilevel Boolean logic, and execute a range of operations with controlled order, timing, and spatial position. We anticipate that this strategy will be instrumental in further developing DNA origami nanorobots for applications in various technological fields.

生物工学一般
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました