Umíte si představit, že na mikroskopické úrovni lidského těla, po povrchu buněk, pobíhají malí pavoučci, nanoroboti o velikosti molekul, procházejí do buněk, opravují porouchané součástky a léčí tak nemoci? I k tak fantastickému cíli směřuje výzkum týmů specialistů z mnoha špičkových výzkumných pracovišť.
Když Karel Čapek stvořil slovo „robot“ ve své hře R.U.R., pravděpodobně netušil, jaký mu budoucnost dokáže dát obsah. Dnes si ho stále ještě většina lidí v představách spojuje s montováním složitých velkých konstrukcí, svařováním automobilů, vesmírnými misemi nebo vysáváním podlahy. V poslední době s rozvojem nanotechnologií ale vědci pracují na nanorobotech, kteří by mohli plnit „vesmírné mise“ v galaxiích o rozměrech jedné molekuly.
Líheň hlav
To je nepředstavitelně složitý úkol, který zahrnuje „přeprogramování“ např. molekuly DNA pro specifické funkce. „Je možné přeprogramovat biomolekulu k pohybu a funkci po definované dráze“. Na tomto výzkumném projektu nyní spolupracují specialisté na pomezí několika vědních oborů – počítačových věd, chemie, biologie a technického inženýrství.
Podílí se na něm tým výzkumníků z několika amerických univerzit, mezi nimi prestižní líhně úspěšných vědců i objevů Caltech (California Institute of Technology), vedený Milanem N. Stojanovicem z Columbia University v New Yorku.
Nanorekord malého pavoučka
Ti stvořili a naprogramovali robota o velikosti jedné molekuly, který se může nezávisle pohybovat po drahách definovaných v nanorozměrech. Molekulární robot má podobu miniaturního pavoučka, zjednodušeně řečeno vlákna přeprogramované DNA s „nožičkami“, které mu umožňují pohyb. První verze tohoto nanorobota dokázala tři kroky v jednom směru. Molekulární pavouček, který se nyní zrodil díky spolupráci vědců mnoha oborů, se dokáže sám dát do pohybu, někam zamířit, změnit směr a zastavit se. Vzhledem ke svým rozměrům (v průměru čtyři nanometry) vyvinou „závratnou rychlost“ 100 nm za 30 – 60 min.
To je objev, který představuje úspěch a velmi významný pokrok nového oboru, který vzniká ze spolupráce původně stále více specializovaných vědeckých disciplin.
Budou molekuly putovat za světlem?
Podobné experimenty řeší samozřejmě další laboratoře po celém světě, výzkumný tým profesora chemie Ludwiga Bartelse z Univerzity of California trénuje transportní „dvounohé“ i „čtyřnohé“ molekuly, jedna z nich se složitým vzorcem C22H10O4 už dostala přezdívku chemický pavouk. Samozřejmě čtyřnohé molekuly mají složitější způsob chůze, vědci vypozorovali, že jsou to přednostně mimochodníci. V dalším plánu mají výzkumníci ovládání molekulárních „chodců“ pomocí světelného paprsku.
Lechtivé představy
Molekulární roboti budou znamenat jednoznačný a obrovský přínos pro mikroelektronický průmysl, který pátrá po menších a menších aktivních prvcích v počítačích, při procesování i ukládání dat. Umělé molekulární stroje potenciálně mohou ale pracovat i v biologických strukturách v mnoha medicínských aplikacích. Jejich nožičky mohou podle představ vědců polechtat a opravit porouchané spoje nervových buněk, zasáhnout i uvnitř buněk jako jejich biologické protějšky a suplovat například nefunkční transportní dráhy nebo opravovat „poruchy“ uvnitř buňky.
Malí a velcí pavouci
Napadlo vás, jak velký je pro zajímavost nejmenší skutečný pavouk? U pavouků je tenhle rekord komplikovaný tím, že se podstatně liší velikost samečků a samiček. Nejmenší dnes známá pavoučice je samička druhu Anapistula caecula, sameček by mohl být skutečně nejmenší, ale má to ten háček, že ho – možná právě proto – nikdo dodnes ještě neviděl. Samičku můžete vidět na Pobřeží slonoviny, ale musíte se dívat opravdu pozorně, měří totiž asi 0,46 mm. Nejmenší pavouček, který byl spatřen je Patu digua, obývající teplé jihoamerické lesy, který měří pouze 0,37 mm – což je i tak méně, než makové zrníčko. A abychom udrželi rovnováhu, na opačném konci škály je čtvrtkilový mazlík Theraphosa blondi (Goliath Bird eating spider), s 12 cm dlouhým tělem a rozpětím až 30cm. K svačině sežere i velkého laboratorního potkana nebo ptáka. Potkat ho můžete v Jižní Americe, v Brazílii, Guayaně, Surinamu a Venezuele.
