Představa drobných robotů, kteří se pohybují v krvi, najdou nemocné buňky a donesou lék přesně tam, kde je potřeba, už nepatří jen do sci-fi. Vědci dnes opravdu staví mikroskopické stroje z DNA. Zatím jsou hlavně ve fázi raných pokusů, ale už teď ukazují, že by jednou mohly pomáhat v medicíně, při výrobě extrémně přesných materiálů i v ukládání dat.
DNA se pro podobné stroje hodí překvapivě dobře. Není to jen nositel genetické informace, ale i stavební materiál, který se dá přesně navrhnout. Dvoušroubovice může tvořit pevné části konstrukce, zatímco pružnější úseky fungují jako klouby nebo spojky. Vědci tak přebírají principy z klasické robotiky a převádějí je do světa nanometrů. Pomáhá jim i takzvané DNA origami, tedy skládání dlouhého vlákna do předem určeného tvaru pomocí kratších úseků.
Právě pohyb je ale jedna z nejtěžších částí celého oboru. V tak malém měřítku všechno neustále naráží do okolí a každý pohyb ovlivňuje chaotické molekulární prostředí. Výzkumníci proto vyvíjejí různé způsoby řízení. Některé DNA stroje se pohybují díky výměně vláken DNA, jiné reagují na světlo, teplo, elektrické nebo magnetické pole. Cílem je, aby jejich chování bylo co nejpřesnější a opakovatelné, i když se odehrává v prostředí, kde rozhodují síly, které v běžném světě skoro nevnímáme.
Možné využití je široké. V medicíně by DNA roboti mohli cíleně dopravovat léky, rozpoznávat nemocné buňky nebo zachytávat viry. Výzkum už ukázal i konstrukce, které připomínají nanometrické kleštičky a umějí se navázat na virové částice. Mimo medicínu se počítá i s tím, že by tyto struktury fungovaly jako přesné šablony pro skládání nanočástic, výrobu nových optických prvků nebo molekulárních výpočetních systémů. Právě tady se ukazuje, jak neobvyklé DNA ve skutečnosti je. Umí být zároveň konstrukcí, nástrojem i nosičem informace.
Od laboratorních ukázek k běžnému použití je ale cesta ještě dlouhá. Část dnešních návrhů je stále poměrně jednoduchá a funguje spíš izolovaně než jako skutečně samostatný robotický systém. Problém činí i Brownův pohyb, který ztěžuje přesné řízení, stejně jako nedostatek kvalitních databází a simulačních nástrojů. Vědci zatím neumějí spolehlivě předpovědět chování složitějších DNA strojů v delším časovém horizontu a v náročnějším prostředí.
Další posun proto bude záviset na spojení více oborů. Vedle biologie a chemie bude potřeba i mechanika, informatika, umělá inteligence a pokročilé výrobní postupy. Právě AI by mohla pomoci s návrhem nových struktur i s předpovědí jejich chování. Výzkumný tým to shrnul poměrně výstižně: „Roboti zítřka nebudou jen z kovu a plastu. Budou biologičtí, programovatelní a inteligentní.“ Zní to odvážně, ale právě tímhle směrem se DNA robotika teď vydává.
