Voimmeko oppia puhumaan immuunijärjestelmämme kieltä?
Yhdysvaltalainen fyysikko Richard Feynman (1918–1988) oli viime vuosisadan tunnetuimpia tieteentekijöitä. Moni pitää Feynmania myös nanoteknologian kehityksen eräänlaisena isähahmona. Vuonna 1959 hän esitteli ajatuksiaan siitä, miten esimerkiksi koko 24-osaisen Encyclopaedia Britannican voisi mahduttaa yhden nuppineulan päähän, kunhan vain käyttäisi tarpeeksi pientä kirjasinkokoa. Hän puhui miniatyyrikoneista, jotka voisivat mekaanisesti kasata molekyylejä tai monimutkaisia laitteita esimerkiksi atomi atomilta. Nämä silloiset science fiction -tyyppiset ajatukset ja ideat ovat myöhemmin olleet useiden tutkijoiden inspiraation lähteenä.
DNA-nanoteknologia puhkesi todelliseen kukoistukseensa vuonna 2006, kun Paul Rothemund (s. 1972) julkaisi Nature-lehdessä kansikuva-artikkelin, jossa hän esitteli täysin uudenlaisen menetelmän DNA-rakenteiden luomiseen, DNA-origamin. Erilaisiin muotoihin ja kokoonpanoihin taiteltavan DNA-origamin avulla voidaan rakentaa hyvin pieniä nanokoneita. Laitteita voidaan hyödyntää esimerkiksi elektroniikassa, ohjelmoitavissa materiaaleissa, optisessa superresoluutiokuvantamisessa ja lääketieteessä, missä niitä on jo testattu muun muassa lääkehoidossa syöpää vastaan.
Kohdennetussa lääkehoidossa koneet tunnistavat tietyt solut ja vapauttavat lääke- tai vasta-aineet vain ja ainoastaan kyseisiin soluihin. Tulevaisuuden lääkehoitojen avain on oppia matkimaan solujen signalointijärjestelmiä esimerkiksi niin, että origamitekniikkaa käyttäen järjestetään solujen pintaproteiineista haluttuja muodostelmia, ja siten näiden proteiiniyhdistelmien vaikutusta solujen toimintaan voidaan edelleen tutkia. Viime aikoina on raportoitu paitsi origamiin perustuvia autonomisia robotteja, myös sähkö- ja magneettikentillä ohjailtavia origamilaitteita, jotka pystyvät esimerkiksi siirtelemään molekyylejä paikasta toiseen, aivan kuten Feynmanin haavemaailmassa vuonna 1959.
Dosentti Veikko Linko on kirjoittanut yleistajuisen suomenkielisen artikkelin ”DNA-nanokoneiden esiinmarssi”, joka on julkaistu 21.3.2019 Tieteessä tapahtuu -lehdessä Vol 37 Nro 2 (2019):
Lue lisää uutisia
Merkittävä lahjoitus tie- ja päällystetekniikan tutkimukseen ja koulutukseen
Alan yritykset ja yhdistykset lahjoittivat yli 400 000 euroa Insinööritieteiden korkeakoululle.
“Mesoskaalan” uimarit voivat avata tien kehon sisäisille lääkeroboteille
Tutkijat ovat selvittäneet, miten pienet eliöt rikkovat fysiikan lakeja uidakseen nopeammin. Löytö voi auttaa esimerkiksi lääkkeitä annostelevien robottien kehittämisessä.
Muotoilu vahvistaa teollisuuden kilpailukykyä – ihmislähtöinen tehdastyö keskiössä
Tehdastyö on murroksessa: uudet teknologiat ja tekoäly muuttavat työn sisältöä ja roolijakoja. Aalto-yliopiston muotoilun laitos tutkii muutosta HiFive-projektissa ihmiskeskeisestä näkökulmasta.