एक पल के लिए रोबोट की क्लासिक छवि को भूल जाइए। अब कोई धातु हथियार, गियर और सर्किट नहीं। माइक्रो-रोबोटिक्स का भविष्य डीएनए की ताकत से बना है। यह का प्रारंभिक बिंदु है नैनोग्रिपर, न्यूक्लिक एसिड की एक प्रोग्रामयोग्य संरचना जो चार अंगुलियों और एक हथेली के साथ एक "लघु हाथ" में स्वतः एकत्रित हो जाती है। एक "आण्विक ओरिगेमी", लेकिन एक बहुत ही विशिष्ट उद्देश्य के साथ: SARS-CoV-2 जैसे घातक वायरस को पकड़ना और कोशिकाओं को संक्रमित करने से पहले उन्हें ब्लॉक करना; या ट्यूमर पर विशिष्ट मार्करों को पहचानकर अति-सटीकता से दवाएं वितरित करें। आइए एक साथ देखें कि यह नैनोस्केल इंजीनियरिंग विकास कैसे काम करता है और यह भविष्य की चिकित्सा में क्रांति क्यों ला सकता है।
नैनोग्रिपर, डीएनए से बना एक (बहुत) छोटा हाथ
क्या आप ओरिगामी गेम जानते हैं? यहां, झुकने में सक्षम होने की कल्पना करें प्रोग्रामयोग्य 3डी आकार प्राप्त करने के लिए एक एकल, बहुत लंबा डीएनए अणु। प्रोफेसर के नेतृत्व में इलिनोइस विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने ठीक यही किया जिंग वांग. मैं यहां शोध को लिंक करूंगा, बहुत ही रोचक, साइंस रोबोटिक्स में प्रकाशित।
नतीजा यह है नैनोग्रिपर: कुछ नैनोमीटर (मिलीमीटर का दस लाखवां हिस्सा) बड़ी एक संरचना जो चार जुड़ी हुई उंगलियों और एक हथेली के साथ एक हाथ जैसा दिखता है। "रहस्य" डीएनए के डिज़ाइन में निहित है, जिसे एक ही चरण में स्थिर और गतिशील दोनों हिस्सों को बनाने के लिए किताब के एक पन्ने की तरह आगे और पीछे मोड़ा जाता है।
अपने नंगे हाथों से वायरस पकड़ें
ठीक है, लेकिन इतने छोटे "हाथ" का क्या मतलब है? सरल: विज्ञापन वायरस पकड़ो, ठीक वैसे ही जैसे आपका हाथ किसी वस्तु के साथ करेगा। वास्तव में, नैनोग्रिपर की उंगलियों में विशिष्ट डीएनए अनुक्रम होते हैं जिन्हें कहा जाता है aptamers, आणविक वेल्क्रो की तरह विशिष्ट लक्ष्यों से बांधने के लिए प्रोग्राम किया गया। SARS-CoV-2 कोरोना वायरस के मामले में, ये "वेल्क्रो" स्पाइक प्रोटीन को पहचानते हैं, उस प्रकार का क्राउन जो वायरस को कोशिकाओं से जुड़ने की अनुमति देता है। एक बार जब लक्ष्य पर ताला लग जाता है, तो उंगलियां वायरस को लपेटने के लिए झुक जाती हैं।
व्यावहारिक अनुप्रयोग: तीव्र परीक्षण और संक्रमण को रोकना
अपने नंगे हाथों से वायरस पकड़ना शानदार है, लेकिन वास्तव में इससे क्या फायदा है? खैर, इसके कई उपयोग हैं। शुरुआत के लिए, यह आपको इसकी अनुमति देता है रोगज़नक़ की उपस्थिति का अतिशीघ्र और संवेदनशीलता से पता लगाएं. शोधकर्ता उन्होंने वास्तव में नैनोग्रिपर को एक फोटोनिक सेंसर से जोड़ा है: जब वायरस "हाथ" में समाप्त हो जाता है, तो यह फ्लोरोसेंट अणुओं की रिहाई को सक्रिय करता है जो इसे जुगनू की तरह चमक देता है। परिणाम: ए कोविड परीक्षण जो केवल 30 मिनट में अस्पतालों में उपयोग किए जाने वाले आणविक स्वैब के समान संवेदनशीलता तक पहुंच जाता है।
लेकिन इतना ही नहीं. नैनोग्रिपर भी कर सकता है कोशिकाओं में वायरस के प्रवेश को पूरी तरह से रोकें, प्रभावी ढंग से संक्रमण को रोकना। टेस्ट ट्यूब परीक्षणों से पता चला कि, यदि कोशिकाओं के संपर्क में रखा जाए और फिर कोरोनोवायरस के संपर्क में लाया जाए, तो नैनोग्रिपर्स वे वायरल सतह के चारों ओर लपेटते हैं, स्पाइक प्रोटीन को सेलुलर रिसेप्टर्स के साथ बातचीत करने से रोकते हैं।
बेशक, एक बार संक्रमित होने के बाद इलाज के रूप में इस तकनीक का उपयोग करना मुश्किल होगा। लेकिन भविष्य में यह दरवाजे खोल सकता है एंटीवायरल नाक स्प्रे नैनोग्रिपर पर आधारित। आख़िरकार, नाक फ्लू और सीओवीआईडी जैसे श्वसन वायरस के लिए मुख्य "प्रवेश द्वार" है, है ना?
नैनोग्रिपर, कैंसर रोधी दवाओं के लिए नैनो-पोस्टमैन
नैनोग्रिपर की क्षमता वायरस से कहीं आगे तक जाती है। डीएनए "कोड" में कुछ बदलावों के साथ, पहचानने वाली उंगलियां बनाई जा सकती हैं ट्यूमर कोशिकाओं पर विशिष्ट मार्कर. यह एक के लिए द्वार खोलता है कैंसर रोधी दवाओं की सुपर-लक्षित डिलीवरी, कीमो या अन्य उपचार केवल वहीं लाएँ जहाँ उनकी आवश्यकता हो और स्वस्थ ऊतकों को बचाएं। एक ऐसा परिप्रेक्ष्य जो अविश्वसनीय है।
हम अभी शुरुआत में हैं
आइए स्पष्ट करें: नैनोग्रिपर को टेस्ट ट्यूब से मरीज के बिस्तर तक लाने की राह अभी भी लंबी है। कई परीक्षणों और सुधारों की आवश्यकता है, उदाहरण के लिए इसे जैविक वातावरण में अधिक स्थिर बनाना और पर्याप्त औषधीय "भार" ले जाने में सक्षम बनाना।
हम पूर्व संध्या के साक्षी बन रहे हैं नरम नैनोरोबोटिक्स, जैविक अणुओं से बना है, जो हमारे लिए कई आश्चर्य आरक्षित रखेगा। आख़िरकार, प्रकृति ही हमें सिखाती है कि असाधारण कार्यों को प्राप्त करने के लिए कठोर और बोझिल तंत्र की आवश्यकता नहीं है। बस हमारी कोशिकाओं की जटिलता को देखें, वे स्वयं वास्तविक नैनोरोबोट हैं जो हमें कार्य करने के लिए लगातार काम करते हैं। जैविक प्रेरणा, सिंथेटिक डीएनए की प्रोग्रामयोग्यता के साथ मिलकर, सटीक चिकित्सा के एक नए युग की शुरुआत करने का वादा करती है जिसमें छोटे "हाथ" या अन्य आणविक उपकरण खतरों को भांपने या जहां आवश्यक हो वहां उपचार देने में सक्षम होंगे, जिससे निदान और उपचार बहुत आसान हो जाएंगे। अधिक सटीक और प्रभावी.
चिकित्सा का भविष्य बहुत अच्छा है, क्योंकि यह छोटा होगा। बहुत, बहुत छोटा.
