Immaginate un aiutante robotico che giri per casa a raccogliere i calzini sparsi sul divano, metta la spesa in ordine nel frigo e divida il bucato per colori.
Un gruppo di ricercatori del California Institute of Technology ha ideato robot in miniatura capaci di sollevare microparticelle e spostarle in un punto desiderato: nano aiutanti realizzati con singoli filamenti di DNA, in grado di camminare su guide molecolari, avventurarsi in ambienti incredibilmente piccoli dove l'uomo non può arrivare e lì operare come cargo automatizzati.
Anupama J. Thubagere e colleghi hanno ottenuto il prototipo di robot molecolare assemblando tre "blocchi" principali, composti ciascuno da una manciata di nucleotidi (le unità ripetitive di cui si compone il DNA): una "gamba" con due "piedi", un "arto" provvisto di "mano", e un segmento di base in grado di segnalare alla macchina il punto esatto di rilascio del carico.
Perché il DNA? Il materiale di partenza - il DNA - è stato scelto perché ha caratteristiche chimico-fisiche ben conosciute e programmabili. Un singolo filamento è costituito da quattro diversi tipi di mattoni (i nucleotidi) composti dalle basi azotate adenina, guanina, citosina e timina, che si combinano in modo complementare e specifico (A con T, C con G).
Giocando con le sequenze si può decidere quale parte della macchina si legherà ad un'altra, quanto velocemente si sposterà il robot e quanta energia impiegherà: in altre parole, lo si può comandare.
In prova. Nel lavoro descritto su Science, i ricercatori hanno messo a punto un nano-cargo capace di esplorare una superficie molecolare e raccogliere due diversi tipi di molecole fluorescenti (rosa e giallo), depositandole in luoghi prestabiliti. Il robot ha raccolto correttamente tre molecole per ciascun colore, deponendole nel punto esatto entro 24 ore. Ogni "passo" ha permesso di spostarsi di 6 nanometri, e ha richiesto 5 minuti di tempo (con l'80% di possibilità di consegna corretta).
Come Lego. I minuscoli postini si costruiscono in maniera modulare: aggiungendo e cambiando "mattoncini", è possibile per esempio aumentare le braccia; anche la piattaforma molecolare su cui i robot si spostano può essere assemblata a piacere (creando "buchi" complementari per far cambiare strada alla macchina o farle lasciare il carico).
Formiche invisibili. In futuro, eserciti di questi piccoli aiutanti potrebbero diventare gli operai di fabbriche molecolari, consegnare farmaci in punti irraggiungibili o a uno specifico segnale, e aiutare a riciclare o disfarsi di materiale molecolare inutile.
I nano-netturbini tengono pulite le vie respiratorie, spazzando via polveri e altre schifezze accumulate nei polmoni. Sicuramente avete notato i cassonetti-digeritori: nulla va in discarica, qui. (© Tim Fonseca)
Come macchine al lavoro su di una strada sconnessa, questi nanorobot stanno sostituendo un tratto di dna. È il sogno dei sogni, per i ricercatori: costruire macchine di dimensioni molecolari capaci di lavorare sul codice genetico (nostro, degli animali, delle piante) per rimediare agli "errori della natura"... (© Victor Habbick Visions / Science Photo Library)
Come nascono i pensieri, le parole, le immagini? Che cosa è, per davvero, la memoria? La risposta verrà da nano-centrali che raccoglieranno i segnali elettrici e chimici dei neuroni, li interpreteranno, saranno capaci di ripararli, se necessario, e infine ce li spiegheranno. (© Tim Fonseca)
"Zzzzzz"... Sembra quasi di sentirlo, il ronzio dei nano-rasoi (ma è solo immaginazione), mentre falciano peli e pelucchi. Per la Rasatura Perfetta e la Depilazione Come Non l'Hai Mai Conosciuta... Addio, creme e cerette! (© Tim Fonseca)
Sembrano stalagmiti, quelle cresciute sulla parete di questo vaso sanguigno, invece sono ispessimenti potenzialmente pericolosi perché ostacolano il flusso del sangue. A rimuoverli ci pensa il nano-speleologo, che poi li analizzerà nel suo laboratorio incorporato e, se necessario, darà l'allarme. (© Friedrich Saurer / Science Photo Library)
È in corso un'infezione e servono rinforzi: arrivano i nano-poliziotti, che sferzano i cattivi patogeni, li catturano e danno loro la fine che meritano nel tritatutto addominale! Gli anticorpi possono prendersi una vacanza. (© Tim Fonseca)
Il modulo si adagia delicatamente su quello che potrebbe essere un terribile nemico. Estroflette l'appendice a siringa e si prepara alla biopsia in loco, e se è tumore... tornerà, questa volta per iniettare il farmaco giusto, senza danneggiare una sola molecola sana. (© Roger Harris / Science Photo Library)
È questa l'arma definitiva contro il cancro? Minaccioso e letale come ci si aspetta da un vero guerriero, la nanomacchina da combattimento sostituirà il bisturi, ma anche - e soprattutto - la chemio, portando fin dentro al nemico il farmaco capace di distruggerlo. (© Victor Habbick Visions / Science Photo Library)
Il nano-propulsore dà un passaggio allo spermatozoo verso la cellula uovo. Il trasporto risolverà i tanti problemi di infertilità tipici dei nostri tempi e renderà vecchie e superate le discussioni sulla fecondazione artificiale. (© Victor Habbick Visions / Science Photo Library)
Le nano-babysitter vigilano sull'embrione, e al primo segnale d'allarme chiamano in aiuto i nano-operai del dna, i pulitori, gli spazzini. In questo mondo perfetto tutti i bambini nascono perfetti. (© Christian Darkin / Science Photo Library)
