Наночастицы — это крошечные структуры, размеры которых составляют от 1 до 100 нанометров, что позволяет им обладать уникальными физико-химическими свойствами. Благодаря своим малым размерам и высокой реакционной способности наночастицы находят применение в самых различных областях, включая медицину, энергетику, электронику и охрану окружающей среды.
"), которые теперь способны достигать 30 нанометров в секунду. Этот результат существенно сокращает разрыв в эффективности между искусственными молекулярными машинами и природными двигательными белками, которые играют ключевую роль в биологических процессах. Искусственные молекулярные двигатели на основе [ДНК](https://hanga.su/glossary/dna "ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) — это молекула, в которой зашифрована наследственная информация, управляющая развитием и функционированием всех живых организмов. Её структура была раскрыта в 1953 году Джеймсом Уотсоном и Фрэнсисом Криком: двойная спираль, построенная из нуклеотидов, стала одним из символов науки XX века.
") представляют собой уникальные наноразмерные устройства, использующие структуры ДНК и [РНК](https://hanga.su/glossary/rna "РНК (рибонуклеиновая кислота) — это нуклеиновая кислота, выполняющая важнейшие функции в клетке. В отличие от ДНК, которая хранит наследственную информацию, РНК чаще служит посредником и исполнителем: она переносит, транслирует и регулирует инструкции, закодированные в генах.
") для создания направленного движения. Их работа основана на механизме броуновской трещотки, известном как принцип «сожженного моста». В процессе движения двигатель разрушает молекулярные связи, встречающиеся на его пути, эффективно продвигаясь в одном направлении. Этот [метод](https://hanga.su/glossary/method "Метод — это системный подход, который помогает учёным решать сложные задачи и находить ответы на важные вопросы. В науке метод играет ключевую роль, направляя процесс познания и делая его результативным. От правильного выбора метода зависят точность и достоверность полученных данных.
") позволяет преобразовывать химическую энергию в механическое движение, обходя ограничения традиционной броуновской динамики. Главной проблемой, с которой сталкиваются искусственные молекулярные двигатели, является их низкая скорость. В то [время](https://hanga.su/glossary/time "Время — это фундаментальная физическая величина, описывающая последовательность событий и меру их длительности. В научной картине мира время рассматривается не как абстрактная категория, а как измеримый параметр, связывающий процессы и определяющий порядок их развития. В классической механике время протекает равномерно и независимо от наблюдателя, однако теория относительности существенно расширила эти представления: скорость движения и гравитация способны изменять течение времени, что подтверждено экспериментально.
") как природные моторные белки могут двигаться со скоростью 10–1000 нанометров в секунду, большинство искусственных конструкций достигают не более 1 нанометра в секунду. В недавнем исследовании ученые сосредоточили внимание на выявлении узких мест, замедляющих работу ДНК-двигателей, и предложили пути их устранения. В ходе [экспериментов](https://hanga.su/glossary/experiment "Эксперимент — это основа научного метода, которая позволяет проверять гипотезы, подтверждать теории и открывать новые законы природы. Это процесс, в ходе которого исследователи изучают, как различные факторы влияют на объект исследования, создавая условия, которые можно контролировать и измерять.
") было выявлено, что основной проблемой является скорость связывания [фермента](https://hanga.su/526,2025 "Прорыв в науке о долголетии | Активация ферментов SIRT3") РНКазы H, ответственного за расщепление РНК в гибридах РНК/ДНК. Медленное связывание РНКазы H приводит к длительным паузам в движении, замедляя общий процесс. Увеличение концентрации фермента позволило значительно ускорить работу двигателя: продолжительность пауз сократилась с 70 секунд до 0,2 секунды, что позволило достичь рекордных показателей. Однако улучшение скорости сопровождалось снижением процессивности — количества шагов, которые двигатель может сделать до отсоединения, а также длины пробега. Чтобы устранить этот компромисс, исследователи сконструировали новый двигатель с переработанными последовательностями ДНК/РНК, что позволило увеличить скорость гибридизации в 3,8 раза. В результате удалось достичь скорости 30 нм/с при сохранении 200 процессивностей и длины пробега до 3 мкм. Данный прорыв открывает новые возможности для применения ДНК-двигателей в нанотехнологиях. Они могут быть использованы в молекулярных вычислениях, диагностике инфекционных заболеваний и целевом транспорте [лекарств](https://hanga.su/glossary/medicines "Лекарства — это вещества, используемые для лечения, профилактики и диагностики заболеваний, а также для улучшения общего состояния здоровья человека. Современная медицина включает в себя широкий спектр лекарственных препаратов: от обезболивающих и антибиотиков до сложных биологических молекул, таких как вакцины и моноклональные антитела.
"). Искусственные молекулярные моторы обладают высокой степенью программирования и могут адаптироваться под различные задачи, что делает их незаменимыми в передовых биомедицинских исследованиях. Экспериментальные результаты и модели показывают, что дальнейшее увеличение скорости искусственных двигателей возможно за счет оптимизации конструкции и использования более эффективных ферментов. Исследователи уверены, что в будущем искусственные моторы смогут не только сравниться, но и превзойти природные аналоги по скорости и эффективности. Таким образом, работа над ускорением ДНК-двигателей представляет собой важный шаг в развитии молекулярной нанотехнологии. Внедрение таких инновационных решений может привести к созданию новых методов диагностики, [терапии](https://hanga.su/glossary/therapy "Терапия — это область медицины, направленная на диагностику, лечение и профилактику внутренних (соматических) заболеваний. В отличие от хирургии, терапия использует преимущественно консервативные методы: лекарственные препараты, физиотерапию, диету, психотерапию и другие нехирургические подходы.
") и управления биологическими процессами на уровне [молекул](https://hanga.su/glossary/molecule "Молекула — это мельчайшая частица вещества, которая сохраняет его химические свойства. Она состоит из атомов, соединенных химическими связями, образуя уникальные структуры, определяющие свойства и поведение вещества.
"), открывая перспективы для персонализированной медицины и биоинженерии. **Ссылка:** «Рациональное проектирование двигателя на основе ДНК-наночастиц с высокой скоростью и производительностью, сопоставимой с двигательными белками» [ DOI: 10.1038/s41467-025-56036-0.](https://www.nature.com/articles/s41467-025-56036-0 "DOI: 10.1038/s41467-025-56036-0") - [ Нанотехнологии ](https://hanga.su/nanotechnology) - [ Инновации ](https://hanga.su/innovations) - [ Генетика ](https://hanga.su/genetics) - [ Робототехника ](https://hanga.su/robotics) - Понравилось: 0 - Связанные материалы: [Как использовать холод космоса: новый двигатель вырабатывает энергию ночного неба](https://hanga.su/1499,2025)| [Как эпигенетика управляет упаковкой ДНК: ученые приблизились к разгадке структуры хроматина](https://hanga.su/1895,2026)| [Тайна X-хромосомы и старение мозга: влияние генов матери](https://hanga.su/711,2025)| [Физики расширили квантовый волновой пакет левитирующей наночастицы: шаг к интерференции массивных объектов](https://hanga.su/1262,2025) - Похожие материалы: [Антибактериальные наноструктуры: новый этап в регенеративной медицине](https://hanga.su/509,2025) | [Инновационные улучшения в 3D-печати бетона с использованием нанофибрилл целлюлозы](https://hanga.su/310,2024) | [Открытие в нанотехнологиях: как инновационные кристаллы меняют будущее электроники](https://hanga.su/497,2025) Загрузка следующей статьи... ## Schema ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "CollectionPage", "@id": "https://hanga.su/technology#collection", "name": "Технологии", "url": "https://hanga.su/technology", "description": "Раздел «Технологии» на HangaPro – всё о новейших разработках, инновациях и трендах. Узнайте о технологиях будущего, умных устройствах, искусственном интеллекте, робототехнике и других областях." } ``` ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "BreadcrumbList", "itemListElement": [ { "@type": "ListItem", "position": 1, "name": "Hanga – ваш гид в мире науки и технологий. Читайте о последних научных открытиях, инновационных разработках, трендах технологий будущего и их влиянии на нашу жизнь. Углубляйтесь в сложное простым языком вместе с Hanga.", "item": "https://hanga.su" }, { "@type": "ListItem", "position": 2, "name": "Техно", "item": "https://hanga.su/technology" }, { "@type": "ListItem", "position": 3, "name": "Прорыв в нанотехнологиях: искусственные двигатели из ДНК достигли скорости 30 нм/с", "item": "https://hanga.su/559,2025.md" } ] } ``` ```json { "@context": "https://schema.org", "@type": "NewsArticle", "mainEntityOfPage": { "@type": "WebPage", "@id": "https://hanga.su/559,2025.md" }, "headline": "Прорыв в нанотехнологиях: искусственные двигатели из ДНК достигли скорости 30 нм/с", "description": "Современные достижения в области нанотехнологий открывают новые горизонты для искусственных молекулярных двигателей. Исследователи Университета Токио сообщили о значительном прогрессе в скорости двигателей на основе ДНК-наночастиц, которые теперь способны достигать 30 нанометров в секунду. Этот результат существенно сокращает разрыв в эффективности между искусственными молекулярными машинами и природными двигательными белками, которые играют ключевую роль в биологических процессах.", "image": { "@type": "ImageObject", "url": "https://hanga.su/images/img_25/DNA_engines-01e334ce5e9a_1200.jpg" }, "publisher": { "@type": "Organization", "name": "Наука, технологии и инновации: откройте мир знаний | HangaPro", "logo": { "@type": "ImageObject", "url": "https://hanga.su/images/iconset/android-icon-192x192.png" } }, "author": { "@type": "Person", "name": "Андрей Воробьев", "url": "https://hanga.su/about-us" }, "datePublished": "2025-01-23T13:05:34+03:00", "dateCreated": "2025-01-23T13:05:34+03:00", "dateModified": "2025-01-23T13:05:34+03:00" } ```