DNA「マジックテープ」で自己集合、がん細胞84％を死滅させる再利用可能ナノロボットをスイス研究チームが開発

血管の中を泳ぎ回り、指令を受けて自己集合し、その場で薬剤を製造し、さらには回収・再充填して再利用できるロボット——これはもはやSFの世界の話ではない。スイス・バーゼル大学のチームが、まさにそのような、DNAベースの「分子マジックテープ」を使ってカチッと結合するモジュール式・再利用可能なナノロボットを開発し、ラボ実験でがん細胞を殺傷できることを実証した[8, 9]。

コルネリア・パリヴァン教授率いる研究チームが設計したこのナノロボットは、ミニチュアの月面探査機のような形状をしている。磁気推進ユニットとペイロードカプセルという2つの独立したモジュールから構成され、各モジュールに相補的なDNA鎖が取り付けられており、これらが結合することで自律的に組み立てられる。このDNA「マジックテープ」はプログラマブルで、モジュールの結合、分離、再結合を必要な時に自由に行うことができる。

ナノロボットの仕組み

このシステムのアーキテクチャは意図的にシンプルかつ高度に適応可能に設計されている：

• モジュール式設計： 2つの異なる再構成可能なモジュール——磁気推進ユニットとペイロードカプセル。
• DNAベースの「分子マジックテープ」： 各モジュールには相補的なDNA鎖が搭載されている。これらが出会うと鎖が結合し、モジュールが一体化して機能的なナノロボットに組み上がる。この結合は解除可能で、モジュールの回収を可能にする。
• 磁気推進： 推進モジュールは磁気性を帯びており、外部から磁場を使って誘導できる。磁場によってロボットを腫瘍などの標的に誘導し、その後回収して再利用することも可能。
• ペイロードカプセル： カプセル内部には4つのナノスケールの高分子小胞（ベシクル）が格納されており、それぞれに酵素が搭載されている。基質が微細な孔を通って内部に入り、酵素が活性製品に変換し、それが局所的に放出される。ベシクルを選択的に開けて生理活性化合物を放出することも可能。