Molekyylikone keinotekoisesti – Aalto-yliopistossa tutkimushanke

Molekyylikone on tulevaisuutta! Professori Anton Kuzyk on saanut Euroopan tiedeneuvostolta noin kahden miljoonan euron rahoituksen 5-vuotiselle tutkimushankkeelle, jossa kehitetään sähkökentillä ohjattavia keinotekoisia molekyylikoneita.

Molekyylikone on pieni, itsejärjestäytynyt rakenne, jollaisen toimintaan keskeiset biologiset järjestelmät perustuvat. Ihmiskehossa molekyylikone mahdollistaa esimerkiksi solujen jakautumisen ja lihasten supistumisen kaltaisia toimintoja.

Tutkijat ovat kauan tienneet, että kyky valmistaa ja hallita tällaisia ​​koneita saattaisi mullistaa nanoteknologian ja johtaa esimerkiksi paljon nykyistä tarkempaan lääketieteelliseen diagnostiikkaan sekä tehokkaampaan hoitoon.

Vaikka yksinkertaisia molekyylikoneita on onnistuttu jo rakentamaan, tutkijat ovat edelleen kaukana luonnossa esiintyvien järjestelmien monimutkaisuudesta ja molekyylikoneisiin pohjautuvista käytännön sovelluksista.

– Ongelma on, miten hallita näin pienessä mittakaavassa järjestyneitä asioita. Emme voi vain siirrellä komponentteja ympäriinsä pinseteillä. On suunniteltava jonkinlainen ohjausjärjestelmä, toteaa professori Anton Kuzyk.

Professori Anton Kuzyk
Professori Anton Kuzyk – Kuva: Mikko Raskinen / Aalto-yliopisto

Suurinta osaa tutkijoiden tähän saakka rakentamista molekyylikoneista ohjataan kemikaalien tai valon avulla. Kuzyk kertoo, että sähköllä ohjatut molekyylikoneet olisivat nopeampia kuin kemiallisesti ohjatut vastineensa, eikä niiden valmistaminen edellyttäisi yhtä kalliita ja suuria laboratoriolaitteita.

– Sähkökenttien avulla molekyylikoneita voitaisiin ohjata myös etänä, vain nappia painamalla, Kuzyk kertoo.

Vaikka sähkökentillä ohjatut molekyylikoneet eivät ole täysin uusi asia, tutkimus on vielä alkutekijöissään. Kuzyk itse on äskettäin ollut rakentamassa synteettisiä DNA-pohjaisia molekyylikoneita, joita kauko-ohjattiin valolla. Nyt aloittava hanke on menetelmältään samankaltainen, mutta eroaa kehitettävän ohjausmekanismin osalta.

Vaikka sovellukset eivät vielä tässä vaiheessa ole ajankohtaisia, Kuzyk mainitsee sähköisesti ohjattavilla molekyylikoneilla olevan potentiaalia muun muassa aiempaa herkemmän lääketieteellisen diagnostiikan kehittämiselle. Hän kuitenkin korostaa, että vielä kyse on vasta spekulaatiosta.

– Tutkimuksen innoitus tulee pitkälti biologisten järjestelmien toiminnasta, hämmästyttävistä luonnollisista molekyylikoneista, joiden tiedämme olevan uskomattoman hyödyllisiä. Emme yhä tiedä, kuinka niiden keinotekoiset vastineet pitäisi rakentaa tai edes mitä niiden pitäisi tehdä – opettelemme vasta ensimmäisiä rakennusperiaatteita. Myöhemmin saamme paremman käsityksen siitä, missä kaikessa niistä voi olla hyötyä, päättää professori Anton Kuzyk.

Espoon Otaniemessä sijaitsevan Aalto-yliopiston yliopistoyhteisö käsittää 12 000 opiskelijaa ja yli 4000 työntekijää, joista 400 on professoreita.

Jaa artikkeli: