Самовоспроизводящиеся материалы реальны?

Ученые из Нью-Йоркского Университета разработали искусственные структуры, способные к самовоспроизведению. Хотя способность эта быстро затухает, авторы работы считают, что ими сделаны первые шаги на длинном пути к созданию самовоспроизводящихся материалов.

Самовоспроизведение является одним из наиболее характерных свойств жизни. Именно за счет него растут ткани, приводя в итоге к росту целого организма, будь то растение или человек. В технике мы нередко брали идеи из мира животных и растений (был бы и когда создан самолет, если бы на нашей планете не было птиц и насекомых?). Идея сложных самовоспроизводящихся структур давно вошла в обиход научной фантастики и начинает получить воплощение в научных разработках.

В своей работе американские ученые воспользовались молекулами ДНК в качестве "строительного материала". Но при этом создали из нее более сложную структуру: изогнутые тройные спиральные молекулы, содержащие три двойные спирали ДНК (BTX, bent triple helix molecules containing three DNA double helices). BTX может кодировать различную информацию, но в отличие от исходной молекулы ДНК, количество возможных букв (алфавит) тут значительно выше. При этом такие строительные блоки могут связываться друг с другом. В силе остается и правило комплементарности: если структура A связывается со структурой B, то и B связывается со структурой A. Но наиболее замечательной способностью BTX является самовоспроизведение.

Наиболее замечательной способностью BTX является самовоспроизведение

Вначале из структур BTX составляется слово, содержащие некоторую последовательность "букв". Затем оно помещается в специальный раствор-катализатор и там собирает свою зеркальную (комплементарную) копию. В итоге от одного слова получается новое - дочернее для него. После этого раствор охлаждается, что бы слова разошлись и процесс повторяется вновь: от дочернего слова получается слово-"внук" и т.д.

Теоретически такой процесс самовоспроизведения позволяет создать огромное число копий исходной структуры. Но на практике уже третье поколение обладало довольно слабой способностью к порождению копий. "Это первый шаг на пути создания искусственных самовоспроизводящихся структур произвольного состава. Следующей задачей для нас станет создание такого процесса, в котором самовоспроизведение не будет ограничено несколькими поколениями, а будет длиться достаточно долго для наблюдения экспоненциального роста", - говорит профессор Пол Чайкин.

"Хотя наш метод требует проведения многократных химических и термических процедур, мы продемонстрировали, что возможно копировать не только такие молекулы, как ДНК или РНК, но целые сложные структуры, которые, в принципе, могут принимать различные формы, играть различные функциональные роли и связываться с разными химическими компонентами", - добавляет профессор Надриан Сииман.

Читайте на CNews
Пентагон модернизирует войска США: перечень новинок
Американцы развернут "Скайнет" над тихоокеанским регионом
Нанокомпьютер меняет конфигурацию на лету