日本成功研發(fā)出“細(xì)胞機器人”平臺

野村和他的同事們已經(jīng)想出了一種方法來打包和運輸相關(guān)工具，以便其他科學(xué)家可以“愉快地操控機器人”，并裝配上自己需要的組件。他希望該平臺將用于構(gòu)建越來越復(fù)雜的具有可控的運動性的分子機器人。最終，野村想看到機器人能夠在細(xì)胞內(nèi)運作。“這是一個前沿科技，”野村說。變形蟲機器人可以潛入細(xì)胞內(nèi)部及其細(xì)胞核，可以診斷，尋找細(xì)胞內(nèi)部的問題。“這有點夢幻，”野村說，但值得注意的是，他的機器人尺寸可以減小到小于一微米 - 足夠小，以適應(yīng)細(xì)胞內(nèi)部。研究人員已經(jīng)開發(fā)了許多概念驗證的微米和納米級機器人，它們可以在身體內(nèi)移動和通信。許多這些微小的機器人由可生物降解的材料制成，并且由磁，化學(xué)或超聲波力量來驅(qū)動。野村的分子機器人的不同之處在于它完全由生物和化學(xué)成分組成，像細(xì)胞一樣移動，并由DNA控制。其他已經(jīng)開發(fā)出來的分子機器人，沒有一個具有這種可操控的動力，野村說。野村說，他們花了大約一年半的時間使用27種不同的化學(xué)成分來制造分子機器人。脂質(zhì)結(jié)構(gòu)的膜用作可延展的機器人主體。在機器人里面，特殊的蛋白質(zhì)撞到膜，導(dǎo)致它改變形狀，類似于有人從袋子內(nèi)部向外擊打。

這樣的沖擊運動僅在驅(qū)動蛋白和微管的關(guān)鍵蛋白通過錨單元連接到膜時發(fā)生。該連接由光敏DNA提供。當(dāng)紫外光照射在機器人上時，內(nèi)部的光敏DNA裂成單鏈。然后它可以鎖定到錨單元和驅(qū)動蛋白-微管結(jié)構(gòu)，形成它們之間的橋梁。微管蛋白，是剛性的長型結(jié)構(gòu)，在ATP的幫助下沿著驅(qū)動蛋白蛋白滑動。當(dāng)它們滑動時，可以擊打機器人的外膜，導(dǎo)致其改變形狀。通過使用這種分子的組合，野村和他的同事成功地模擬了細(xì)胞的運動。但是如果這項技術(shù)是完全由生物組件組裝，由ATP進(jìn)行化學(xué)驅(qū)動，我們真的可以稱之為機器人？“機器人的定義很廣的，”野村說：“如果有樣?xùn)|西擁有一個實體，可以感知和處理信息并執(zhí)行一個功能，它就是一個機器人。”無論是機器人或者細(xì)胞機器人，我們都期待著看到工程師會在里面放置哪些功能組件。養(yǎng)細(xì)胞，就選Ausbian胎牛血清！

原文出處： Micrometer-sizedmolecular robot changes its shape in response to signal molecules ScienceRobotics   March 1, 2017. http://dx.doi.org/10.1126/scirobotics.aal3735或者http://robotics.sciencemag.org/content/2/4/eaal3735

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