Србин творац сићушног робота

„Молекулски паук”, чак 100.000 пута тањи од људске власи, прелазио је пре заустављања путању од сто милионитих делића милиметара (сто нанометара) у 50 корачаја. Замислио га је и саставио научник српског рода Милан Стојановић, један од најпризнатијих у ДНК рачунарству у свету, сада ванредни професор на Универзитету Колумбија

Плаво-зелени инсект полагано корача

Невидљив јесте, онај на којег сте одмах помислили није, а опет је у све умешан Србин? Шта би то могло да буде?

Незграпно милећи у свету људском оку недоступном, молекулски робот је недавно закорачио прве кораке. Полагано се померао напред, скретао лево и десно и заустављао на несвакидашњем затварачу или рајсфершлусу. Дуж двоструке завојнице дезоксирибонукеинске киселине (ДНК)!

Дакле, нанороботи који опонашају протеинске моторе у људском организму куцају на наша врата.

Замислио га је и саставио научник српског рода Милан Стојановић, један од најпризнатијих у ДНК рачунарству у свету, сада ванредни професор на Универзитету Колумбија (САД). Описан у скорашњем броју угледног часописа „Нејчер”, највише личи на паука, једва четири милионита делића милиметра великог, који се једино може опазити под микроскопским увећалом.

Необичан инсект, чак 100.000 пута тањи од људске власи, прелазио је пре заустављања путању од сто милионитих делића милиметара (сто нанометара) у 50 корачаја. Толико је, наиме, била дугачка стазица којом је гамизао. Али то није коначна раздаљина: поменути сићушни четвороножац у стању је да превали неколико хиљада корака.

Да ли је то први војник будуће армије „невидљивих исцелитеља” који се, зависно од задатка, сами склапају и преобликују милећи човековим телом, уклањајући оштећења и достављајући лекарије у само жариште обољења?

Људи сувишни

У најкраћем објашњено, ДНК је порука (или наследни кôд), исписана абецедом од четири слова или четири базе (А-аденин, C-цитозин, G-гуанин и T-тимин), чије су речи увек састављене од укупно три слова. Сваку базу чине атоми угљеника (C), водоника (H), азота (N) и кисеоника (O), успостављајући међу собом слабе везе према неизмењеном и незамењивом обрасцу: аденин-тимин, тимин-аденин, цитозин-гуанин, гуанин-цитозин. Стручним језиком: комплементарно (допуњујуће) спаривање (А и Т, C и G).

Две нити у облику кончића спајају се према нареченом начелу биохемијског привлачења (или одбијања) и увијају једна око друге образујући двоструку плетеницу. Када је раздвојите (растворите несвакидашњи затварач или рајсфершлус), ДНК роботићи започну померање уздуж зубаца од слова повинујући се истом темељном закону природе. И то се, управо, догодило.

Добро знани протеин, стрептавидин, представља тело „молекулског паука”, с четири прикачене ножице, од којих је четврта причвршћена за зупце ДНК нити. Чим се она откачи (подигне као сидро), мајушна направа почне да граби ка следећем зупцу (привлачењу). Уобичајено је тумачење да су роботи машине које распознају околину, саме одлучују и нешто обављају. Зар то не подсећа на малочас дочарану ДНК справицу?

Иако хиљадама пута умањени, молекулски роботи су у стању да изводе исте, па и веома захтевне радње. Замислите само да их научите (програмирате) да проналазе оболела места у организму, препознају да лу су канцерогена или нису и отпусте (или не отпусте) лековиту твар? Или да попут својих великих двојника у данашњим фабрикама сами склапају веома свакојаке производе од појединачних молекула?

Сва моћ роботике стиче се у једноставној чињеници: када их нечему обуче, људи постају сувишни. Али како молекуле научити да испуњавају сложене задатке?

Гуливерски корак

Подаци морају да буду смештени изван, без обзира на то што се поједини макромолекули опажају голим оком (најмањи је водоников од два атома – H2 који износи десетомилионити делић милиметра или два ангстрема). Научници су смислили својеврсни ДНК оригами (јапански начин пресавијања папира на све мању размеру), поступак којим се самосклапајући склопови од једне нити дезоксирибонуклеинске киселине програмирају да образују малтене бесконачне облике и обрасце. У „Нејчеру” се помиње правоугаоник дебљине два милионита делића милиметра, чија је страница 50 пута дужа (100 нанометара).

Изградили су стазу на такорећи мрвици материје нанизавши појединачне ДНК молекуле (олигонуклеиди) који су, у ствари, усмеравали молекулске роботе – полазак, померање, окретање лево, окретање десно или заустављање – што наликује, признаћете, командама које се задају огромној сабраћи. У овом случају свему томе се повиновао „молекулски паук” којег је пре неколико година осмислио Милан Стојановић.

Како су истраживачи, уопште, баратали појединачним молекулима?

Посматрали су бауљање „молекулских паука” кроз два најмоћнија технолошка помагала – микроскоп атомских сила и микроскоп оветљавања појединачног молекула. Увећање је приказивало делиће нанометра, а то је готово хиљаду пута веће разлучивање него што је могуће испод оптичког микроскопа.

Предвиђа се да ће молекулски роботи у будућности моћи сами себе да преобликују и поправљају да би испунили изузетно сложене и захтевне подухвате, као што је поправка оштећеног и израда новог биолошког ткива. За сада је тај заветни циљ, вероватно, сто година далеко.

У Јапану су пре неколико година склопили машиницу од 17 молекула дурокинона која је истовремено изводила 16 пута више израчунавања од обичног рачунарскго транзистора, а творци су најавили да ће јој снагу ухиљадустручити!

Да ли је минулих дана начињен гуливерски корак у лилипутанском свету?

Izvor: Politika