Un team di ricercatori della University of Illinois di Urbana-Champaign ha sviluppato una minuscola mano robotica fatta di DNA, progettata per afferrare specifici virus in campioni biologici
Un team di ricercatori della University of Illinois di Urbana-Champaign, coordinato da Lifeng Zhou, Brian Cunningham e Xing Wang, ha sviluppato una minuscola mano robotica fatta di DNA, progettata per afferrare specifici virus in campioni biologici, come la saliva.
La ricerca, pubblicata su Science Robotics, dimostra che questa mano robotica può rilevare rapidamente il virus SARS-CoV-2, con una sensibilità paragonabile a quella del test PCR, comunemente utilizzato per diagnosticare il COVID-19. Al momento, la tecnologia è stata testata in vitro, ma gli scienziati ritengono che potrebbe essere ulteriormente sviluppata per altri scopi biomedici.
Come funziona la mano robotica
La struttura della mano robotica si ispira alla mano umana e agli artigli degli uccelli. È stata creata utilizzando un unico filamento di DNA piegato con una tecnica nota come DNA origami.
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Struttura: La mano è composta da quattro dita, ciascuna con tre articolazioni, e da un palmo.
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Meccanismo prensile: Le dita sono progettate per legarsi a specifici bersagli molecolari, come la proteina spike del SARS-CoV-2.
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Palmo adattabile: Il palmo può essere collegato a superfici o complessi molecolari più grandi per adattarsi a diverse applicazioni.
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Sensore fluorescente: La mano è accoppiata a un sensore che si illumina quando il virus viene catturato, segnalando la presenza del patogeno.
Tecnica del DNA origami
L’approccio del DNA origami consiste nel piegare un lungo filamento di DNA avanti e indietro per creare strutture tridimensionali. Questa tecnica era già stata utilizzata in passato per costruire “gabbie” per grandi virus, ma la mano robotica rappresenta una novità significativa.
“Usiamo il DNA per le sue proprietà strutturali. È resistente, flessibile e programmabile”, spiega Xing Wang.
“Anche nel campo del DNA origami, questa mano robotica è una novità in termini di progettazione. Creiamo elementi statici e mobili in un unico passaggio”, aggiunge il ricercatore.
Sviluppi futuri
Oltre alla diagnosi, questa tecnologia potrebbe essere usata in futuro per prevenire l’infezione da parte di virus. I test condotti in vitro hanno dimostrato che le mani robotiche, aggiunte a colture cellulari esposte al SARS-CoV-2, possono bloccare l’ingresso del virus nelle cellule ospiti.
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Come funziona: La mano robotica afferra la proteina spike del virus, impedendole di legarsi ai recettori cellulari e di infettare le cellule.
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Potenziale applicativo: Oltre al SARS-CoV-2, il sistema potrebbe essere adattato per rilevare e neutralizzare altri virus, come l’HIV o l’epatite B.
“Questo approccio ha un potenziale maggiore rispetto ai pochi esempi che abbiamo dimostrato in questo lavoro”, conclude Wang, sottolineando che il sistema potrebbe trovare applicazioni in numerosi ambiti clinici, anche se saranno necessari ulteriori studi per validarlo.
https://www.wired.it/article/mano-robotica-mini-fatta-di-dna-afferra-virus-come-funziona/