日本成功研發出“細胞機器人”平臺

野村和他的同事們已經想出了一種方法來打包和運輸相關工具，以便其他科學家可以“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建越來越復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胞內運作。“這是一個前沿科技，”野村說。變形蟲機器人可以潛入細胞內部及其細胞核，可以診斷，尋找細胞內部的問題。“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，以適應細胞內部。研究人員已經開發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，化學或超聲波力量來驅動。野村的分子機器人的不同之處在于它完全由生物和化學成分組成，像細胞一樣移動，并由DNA控制。其他已經開發出來的分子機器人，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種不同的化學成分來制造分子機器人。脂質結構的膜用作可延展的機器人主體。在機器人里面，特殊的蛋白質撞到膜，導致它改變形狀，類似于有人從袋子內部向外擊打。

這樣的沖擊運動僅在驅動蛋白和微管的關鍵蛋白通過錨單元連接到膜時發生。該連接由光敏DNA提供。當紫外光照射在機器人上時，內部的光敏DNA裂成單鏈。然后它可以鎖定到錨單元和驅動蛋白-微管結構，形成它們之間的橋梁。微管蛋白，是剛性的長型結構，在ATP的幫助下沿著驅動蛋白蛋白滑動。當它們滑動時，可以擊打機器人的外膜，導致其改變形狀。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胞的運動。但是如果這項技術是完全由生物組件組裝，由ATP進行化學驅動，我們真的可以稱之為機器人？“機器人的定義很廣的，”野村說：“如果有樣東西擁有一個實體，可以感知和處理信息并執行一個功能，它就是一個機器人。”無論是機器人或者細胞機器人，我們都期待著看到工程師會在里面放置哪些功能組件。養細胞，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

全文下載