BIONANO E NANOBIO TECNOLOGIE: UNA REALTA' CHE SEMBRA FANTASIA

La nanotecnologia è un ramo della scienza applicata e della tecnologia che consiste nella manipolazione della materia a livello atomico e molecolare.

L'obiettivo specifico della ricerca e dell'innovazione nel settore delle biotecnologie è sviluppare prodotti e processi industriali competitivi, sostenibili, sicuri e innovativi e fungere da motore innovativo in un certo numero di settori come l'agricoltura, la silvicoltura, i prodotti alimentari, l'energia, i prodotti chimici e la salute, nonché la bioeconomia basata sulla conoscenza.

Una rivoluzionaria applicazione bionanotecnologica è quella dei:

NANOROBOT AUTOASSEMBLANTI A DNA

I nanorobot autoassemblanti creati con la ormai classica tecnica dell'origami a DNA, che sfrutta il naturale ripiegamento della molecola in forme ben precise ed in particolare la tendenza delle basi nucleotidiche del DNA ad accoppiarsi con le loro basi complementari (per esempio l'A con la T), hanno una limitata gamma di movimenti. 

DNA origami- da: http://scitechdaily.com/

Per dotare i loro dispositivi di una gamma di movimenti più ampia e complessa di quella finora permessa, i ricercatori del Politecnico di Monaco di Baviera, si sono ancora una volta ispirati alla natura, copiando il meccanismo – basato sulla complementarietà delle forme tridimensionali - che permette a molte proteine e altre molecole biologiche di formare legami chimici relativamente deboli che possono essere prontamente interrotti quando non sono più necessari, producendo così una serie di dispositivi di DNA, che vanno da filamenti a scala micrometrica che imitano i flagelli batterici da montare come propulsori su nanomacchine, fino a un nanorobot umanoide a cui è possibile far muovere le braccia con una semplice sistema di controllo.

Schema dell'assemblaggio del nanorobot umanoide. (Cortesia H. Dietz / TUM)

http://www.lescienze.it/news/2015/03/30/news/nanorobot_autoassemblanti_mobili_dna-2545000/

Un'utile applicazione nanobiotecnologica riguarda l'uso di

NANOPARTICELLE D'ORO PER IDENTIFICARE O UCCIDERE CELLULE TUMORALI

Un gruppo di ricercatori dell’Istituto di fisica applicata del Consiglio nazionale delle ricerche e dell’Università di Firenze hanno sfruttato la capacità delle cellule tumorali di sopravvivere anche in condizioni di scarsa ossigenazione, per renderle riconoscibili da parte di nanoparticelle d’oro in grado di individuarle e distruggerle. In particolar modo ciò avviene in quanto le cellule cancerose ipossiche reagiscono alla carenza di ossigeno esprimendo sulla membrana un enzima chiamato anidrasi carbonica 9. I ricercatori in questione hanno così reso riconoscibile questa sorta di impronta da parte di nanoparticelle d’oro fornite di un inibitore dell'enzima, per esempio un sulfamidico: le nanoparticelle in tal modo identificano e attaccano le cellule tumorali ipossiche, che sono le più difficili da raggiungere con le terapie convenzionali. Una volta legate in maniera selettiva a queste cellule, le nanoparticelle possono essere attivate con un laser per scopi sia diagnostici che terapeutici. A seconda del regime di esposizione luminosa, le nanoparticelle generano ultrasuoni oppure calore, che potrebbero essere rispettivamente impiegati per l’imaging diagnostico oppure per la rimozione ipertermica delle cellule maligne. In pratica, le nanoparticelle d’oro possono evidenziare la presenza delle masse tumorali oppure distruggere con il calore le cellule che le compongono.

http://www.cnr.it/cnr/news/CnrNews?IDn=3137