東北大學和京都大學的研究人員成功開發出一種基於 DNA 的分子控制器，可以自主控制分子機器人的組裝和拆卸。這項開創性技術標誌著向先進自主分子系統邁出了重要一步，有望套用於醫學和奈米技術。
該突破的詳細資訊已發表在【科學進展】雜誌上。
東北大學工程研究生院副教授、研究報告共同作者野村真一郎指出：「我們新開發的分子控制器由人工設計的DNA分子和酶組成，與分子機器人共存，透過輸出特定的DNA分子來控制它們。」
「這使得分子機器人能夠自動組裝和拆卸，而無需外部操作。」
這種自主操作是一項至關重要的進步，因為它使分子機器人能夠在外部訊號無法到達的環境中執行任務。
除了野村證券之外，研究團隊成員還包括川又伊吹（京都大學理學研究科副教授）、西山耕平（美因茲約翰尼斯古騰堡大學研究生）和角鄉彰（京都大學理學研究科教授）。
分子機器人的研究正在引起廣泛關註，這種機器人旨在透過在體內和體外發揮作用來輔助疾病的治療和診斷。
Kakugo 及其同事之前的研究已經開發出可以單獨移動的群體型分子機器人。這些機器人可以透過外部操縱以群體形式組裝和拆卸。但由於構建了分子控制器，機器人可以按照編程順序自行組裝和拆卸。
分子控制器透過輸出相當於「組裝」指令的特定DNA訊號來啟動這一過程。同一溶液中經過DNA修飾、由驅動蛋白分子馬達推動的微管接收到DNA訊號，調整運動方向，自動組裝成束狀結構。隨後，控制器輸出「拆卸」訊號，使微管束自動拆卸。
這種動態變化是透過分子電路的精確控制實作的，分子電路的功能就像一個高度復雜的訊號處理器。此外，分子控制器與分子機器人共存，無需外部操縱。
預計這項技術的進步將有助於開發更復雜、更先進的自主分子系統。
因此，分子機器人可能透過按照指令進行組裝，然後分散探測目標，完成一些單獨無法完成的任務。此外，這項研究還透過整合不同的分子基團，如DNA電路系統和馬達蛋白作業系統，拓展了分子機器人的活動條件。
野村補充道：「透過開發分子控制器並將其與日益復雜和精確的 DNA 電路、分子資訊放大裝置和生物分子設計技術相結合，我們預計群體分子機器人能夠自動處理更加多樣化的生物分子資訊。」
「這一進步可能導致奈米技術和醫學領域的創新技術的實作，例如用於原位分子辨識和診斷的奈米機器或智慧藥物輸送系統。」
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