Uutiset

Ihmiskeho vilisee molekyylikoneita – nyt tutkijat kehittävät keinotekoisia vastineita, joita voisi hallita sähköllä

Sähköohjaus voisi tehdä DNA-pohjaisten nanokoneiden rakentamisesta ja ohjaamisesta nykyistä paljon helpompaa ja johtaa parannuksiin muun muassa lääketieteen diagnostiikassa.
Anton Kuzyk
Professori Anton Kuzyk on saanut tutkimushankkeelleen Euroopan tiedeneuvoston viisivuotisrahoituksen.

Professori Anton Kuzyk on saanut Euroopan tiedeneuvostolta noin kahden miljoonan euron rahoituksen viisivuotiselle tutkimushankkeelle, joka kehittää sähkökentillä ohjattavia keinotekoisia molekyylikoneita.

Molekyylikoneet ovat pieniä, itsejärjestäytyneitä rakenteita, jollaisten toimintaan keskeiset biologiset järjestelmät pohjautuvat. Ihmiskehossa molekyylikoneet mahdollistavat muun muassa solujen jakautumisen ja lihasten supistumisen kaltaisia toimintoja. Tutkijat ovat pitkään tienneet, että kyky valmistaa ja hallita tällaisia ​​koneita voisi mullistaa nanoteknologian ja johtaa esimerkiksi paljon nykyistä tarkempaan lääketieteelliseen diagnostiikkaan sekä tehokkaampaan hoitoon.

Vaikka yksinkertaisia molekyylikoneita on jo onnistuttu rakentamaan, tutkijat ovat vielä kaukana luonnossa esiintyvien järjestelmien monimutkaisuudesta ja molekyylikoneisiin pohjautuvista käytännön sovelluksista.

"Ongelma on, kuinka hallita näin pienessä mittakaavassa järjestyneitä asioita. Emme voi vain ottaa pinsettejä ja siirrellä komponentteja ympäriinsä. On suunniteltava jonkinlainen ohjausjärjestelmä”,  Anton Kuzyk sanoo.

Suurinta osaa tutkijoiden tähän mennessä rakentamista molekyylikoneista ohjataan kemikaalien tai valon avulla. Kuzykin mukaan sähköllä ohjatut molekyylikoneet olisivat nopeampia kuin kemiallisesti ohjatut vastineensa, eikä niiden valmistaminen edellyttäisi yhtä kalliita ja massiivisia laboratoriolaitteita.

"Sähkökenttien avulla molekyylikoneita voitaisiin myös ohjata etänä, yksinkertaisesti nappia painamalla", Kuzyk sanoo.

Vaikka sähkökentillä ohjatut molekyylikoneet eivät ole täysin uusi asia, niiden tutkimus on vielä alkutekijöissään. Kuzyk itse on äskettäin ollut rakentamassa synteettisiä DNA-pohjaisia molekyylikoneita, joita kauko-ohjattiin valolla. Nyt alkava hanke on menetelmältään samankaltainen, mutta eroaa kehitettävän ohjausmekanismin osalta.

Vaikka sovellukset eivät ole vielä ajankohtaisia, Kuzyk mainitsee sähköisesti ohjattavilla molekyylikoneilla olevan potentiaalia esimerkiksi aiempaa herkemmän lääketieteellisen diagnostiikan kehittämiselle. Hän kuitenkin korostaa, että tässä vaiheessa kyse on vasta spekulaatiosta.

"Tutkimuksen innoitus tulee pitkälti biologisten järjestelmien toiminnasta, hämmästyttävistä luonnollisista molekyylikoneista, joiden tiedämme olevan uskomattoman hyödyllisiä. Emme vieläkään tiedä, kuinka niiden keinotekoiset vastineet pitäisi rakentaa tai edes mitä niiden pitäisi tehdä – opettelemme vasta ensimmäisiä rakennusperiaatteita. Myöhemmin saamme paremman käsityksen siitä, missä kaikessa niistä voi olla hyötyä.”

Lue lisää:

Kohti nanokoneita – tutkijat onnistuivat hallitsemaan DNA-rakennetta valon avulla

Valo sulkee ja avaa rakenteen ja säätelee myös liikkeen voimakkuutta. Menetelmän yksinkertaisuus on suuri etu sovelluksien kehittämisessä, esimerkiksi lääketieteessä.

DNA Hinge open without having light shone on it, and closing under illumination
  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Hands touching the surface of the rippling water.
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Sustainability Science Days 2023: Esitelmäkutsu

Esitelmäkutsu SSD 2023 konferenssiin on nyt avoinna!
SemiSummer2023 Kampanja banneri
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Puolijohdealan kesätyöpaikkoja avoinna tutkimusryhmissä

Puolijohdealan kasvu ja sen investoinnit Suomessa lisäävät myös osaajien tarvetta. Neljän puolijohdealan yrityksen Picosun, an Applied Materials Companyn, Okmeticin, Muratan ja KYOCERA Tikitin lahjoituksen turvin Aalto-yliopisto tarjoaa mielenkiintoisia kesätyöpaikkoja Sähkötekniikan ja Kemian tekniikan korkeakouluissa kesällä 2023. Semi-Summer 2023 -ohjelman kesätyöpaikat tarjoavat mahdollisuuden kartuttaa osaamista, jota tarvitaan kasvavalla ja kansainvälisellä alalla.
Cover for workshops within LuoTo -project.
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Millainen on luovien alojen kestävä tulevaisuus? Osallistu työpajoihin ja vaikuta!

Osallistu LuoTo-hankkeen työpajoihin keväällä 2023 ja tule pohtimaan ja ideoimaan yhdessä, miltä luovien alojen kestävä tulevaisuus näyttää ja millaisin askelin sitä kohti kuljetaan.
Sakari kuvattuna Aalto-yliopiston tiloissa.
Tutkimus ja taide, Opinnot Julkaistu:

Sakari Poikkimäki korvaa entsyymeillä haitallisia kemikaaleja: “Pieniä biologisia organismeja käytetään monessa arjen tuotteessa”

Kemian tekniikan alumni Sakari Poikkimäki työskentelee entsyymejä valmistavassa Roal Oy:ssä fermentoinnin asiantuntijana. Opinnot Aallon kemian tekniikassa mahdollistivat unelmatyön, jossa pienet elävät organismit valjastetaan hyötykäyttöön.