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Nanotecnologia

Nanorrobô de DNA já mexe os braços

Redação do Site Inovação Tecnológica - 30/03/2015

Nanorrobô de DNA já mexe os braços
O nanorrobô humanoide é feito com biomoléculas e técnicas inspiradas na biologia dos seres vivos. E ele se monta sozinho.
[Imagem: C. Hohmann/NIM]

Automontagem

Em 2013, pesquisadores da Universidade Técnica de Munique, na Alemanha demonstraram uma técnica para fabricação de nano-objetos com moléculas de DNA que superou de longe a versão anterior da técnica conhecida como origami de DNA.

Agora, a mesma equipe deu um passo adiante com uma técnica que permite encaixar os formatos complementares sem precisar usar a tradicional equivalência de pares de base do DNA.

Isto não apenas abre o caminho para a fabricação, não de nano-objetos estáticos, mas de nanomáquinas funcionais com partes móveis, como também permite programar as peças básicas para que elas se estruturem sozinhas, um processo conhecido como automontagem.

Thomas Gerling e seus colegas demonstraram o poder da nova técnica construindo uma série de dispositivos, incluindo um nanorrobô em formato humanoide com braços móveis, um livro que se abre e fecha, uma engrenagem e um atuador.

Nanorrobô de DNA já mexe os braços
Esquema da automontagem do nanorrobô (em cima) e a fotografia por microscópio do protótipo real.
[Imagem: H. Dietz/TUM]

Hierarquia em camadas

Para superar as limitações das ligações com pares de base, que só permitem produzir estruturas relativamente simples, Gerling usou duas outras técnicas biomoleculares: a forma como as proteínas usam a complementaridade de formas para simplificar sua conexão com outras moléculas e a tendência dessas proteínas de formar ligações químicas relativamente fracas, que podem ser facilmente quebradas quando não são mais necessárias.

"Isso nos deu uma hierarquia de forças interagindo em camadas," explica o professor Hendrik Dietz, "e a capacidade de posicionar - precisamente onde nós precisamos - domínios estáveis que podem reconhecer e interagir com seus parceiros de ligação."

É isso que permite que os braços do nanorrobô se movam, o que é conseguido com as moléculas dos ombros mudando de configuração. Essa alteração é feita usando íons positivos em solução, mas a equipe demonstrou outras alterações feitas com calor.

O professor Dietz afirma que, usando esta técnica, construir nanomáquinas é como montar um brinquedo com blocos de Lego: "Você projeta os componentes para que eles sejam complementares, e pronto. Não é mais necessário ficar ajustando sequências de pares de base para conectar componentes."

Bibliografia:

Artigo: Dynamic DNA devices and assemblies formed by shape-complementary, non-base pairing 3D components
Autores: Thomas Gerling, Klaus F. Wagenbauer, Andrea M. Neuner, Hendrik Dietz
Revista: Science
Vol.: 347 no. 6229 pp. 1446-1452
DOI: 10.1126/science.aaa5372






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