Elusorganismide rakkudes leidub mitmeid erinevaid sorti tillukesi bioloogilisi masinaid, muu hulgas rootormootoreid. Sageli põhinevad taolised masinavärgid hammasratastel, mis saavad pöörelda ühes, kuid mitte teises suunas, pannes sellega pöörlema näiteks bakterite viburi, mida kasutavad need keskkonnas enda edasi tõukamiseks.

Bensiini või elektri asemel ammutavad sellised bioloogilised masinad oma tööks energiat Browni liikumisest. Juhuslike põrgete tulemusel kandub osa raku tsütoplasmas juhuslikult liikuvate molekulide liikumisenergiast üle nanomasinale. Kui mootori moodustavad molekulid saavad liikuda vaid teatud viisil, saabki kasutada seda sihipäraseks kasuliku töö tegemiseks.

Nanomasina valmistamiseks kasutasid biofüüsikud eesotsas Hendrik Dietziga Müncheni Tehnikaülikoolist end juba ligi 20 aasta eest tõestanud lahendust – DNA origamil põhinevat tehnikat. Selle tarbeks segasid nad baktereid nakatava viiruse üheahelalisi DNA-juppe lühikeste laboris valmistatud DNA lõikudega. Viimased aheldasid end viiruse pärilikkusaine külge ning sundisid molekulide elektriliste tõmbe- ja tõukejõudude vahendusel võtma just teadlaste kavandatud kuju.

Töörühm kinnitas sel viisil saadud kolmnurkjad ja sälkudega DNA-platvormid omakorda klaasplaadikese külge. Neile täiendavate DNA-st võllide lisamine võimaldas platvormidel pöörelda ja muuta seeläbi Browni liikumine potentsiaalselt kasulikuks tööks. Mootori eelistatult ühes suunas käima panemine nõudis siiski lahusesse täiendavate elektroodide lisamist. Mikroskoobiga tehtud pildid kinnitasid, et kuigi seadeldis seeläbi võbeles, pöörlesid selle haarad teadlaste soovitud suunas.

Sarnaselt vees liikuvale ujujale ei näidanud aga taolised esialgsed katsed mitte midagi muud, et nanomootor suudab end raku tsütoplasmas ise edasi tõugata. Tõestamaks, et sellega saab teha ka midagi kasulikku, aheldas töörühm rootori külge täiendava DNA niidi. Viimane võimaldas seda justkui kella hammasrataste pöörlema panemiseks kasutatava vedruna üles keerata.

Praktilistes rakendustes saaks sama mehhanismiga talletada energiat või kasutada seda teiste nanomasinate osade liikuma panemiseks. Töörühma sõnul on neile teadaolevalt esimene kord, kui taolist võimalust kasuliku töö tegemiseks on praktikas näidatud.

Uurimus ilmus ajakirjas Nature.