DNS- és RNS-alapú nanogyártási platform – Haladó Kutatások és Innovativ Projektek Intézete

Intelligens, önszervező nanostruktúrák fejlesztése biotechnológiai és anyagtudományi alkalmazásokhoz

Projektáttekintés

A projekt célja olyan DNS- és RNS-alapú nanogyártási platform létrehozása, amely az élő rendszerek természetes önszervező mechanizmusait használja fel precíz, programozható nanostruktúrák előállítására.

A nukleinsavak (DNS, RNS) nemcsak genetikai információt hordoznak, hanem térbeli szerkezetépítő és önrendező tulajdonságokkal is rendelkeznek. Ezek a tulajdonságok lehetővé teszik olyan nanoszintű struktúrák kialakítását, amelyek:

– előre meghatározott geometria szerint épülnek fel,
– képesek környezeti vagy biológiai jelekre reagálni,
– és bizonyos mértékig adaptív viselkedést mutatnak.

A projekt ezt a képességet ötvözi AI-támogatott tervezéssel, így a nanostruktúrák nem manuális próbálkozások eredményei, hanem szimulált, optimalizált mintázatok alapján jönnek létre.

A pilot projekt fókusza (0–24 hónap)

A kezdeti fejlesztési szakasz nem általános platformot, hanem konkrétan demonstrálható nanostruktúrákat céloz.

Pilot célkitűzések:

– 1–2 DNS- vagy RNS-alapú nanostruktúra tervezése és laboratóriumi validálása
– Programozott önszerveződés demonstrálása (pl. alak, méret, stabilitás)
– Környezeti vagy biológiai jelre adott mérhető válasz (pl. pH, ionkoncentráció, hőmérséklet)

Lehetséges alkalmazási irányok a pilot során:

– bioszenzor-alapstruktúrák,
– célzott molekuláris hordozók,
– intelligens anyagkomponensek (reaktív felületek, nano-szerkezetek).

Technológiai megközelítés

A projekt három egymásra épülő rétegből áll:

Nanostruktúra-tervezés (in silico)

– DNS/RNS szekvenciák számítógépes tervezése
– geometriai és topológiai stabilitás szimulációja
– AI-alapú mintázat- és hibakeresés

Laboratóriumi megvalósítás (wet lab)

– nukleinsav-alapú önszervező folyamatok létrehozása
– szerkezetek vizsgálata (mikroszkópia, stabilitási tesztek)
– kontrollált környezeti feltételek melletti működésvizsgálat

Visszacsatolt optimalizálás

– a laboreredmények visszatáplálása a tervezési modellbe
– iteratív finomhangolás
– reprodukálhatóság és skálázhatóság elemzése

Várható pilot-eredmények

A projekt kézzelfogható, mérhető kimeneteket céloz:

– validált DNS/RNS-alapú nanostruktúra-prototípus(ok)
– dokumentált önszerveződési folyamat
– AI-támogatott tervezési workflow
– publikálható kutatási eredmények
– ipari és kutatási együttműködések alapját képező demonstráció

A cél nem az azonnali ipari gyártás, hanem egy olyan bizonyított technológiai alap, amelyre további alkalmazások építhetők.

Miért pilot-képes és stratégiai jelentőségű?

– Nem igényel klinikai engedélyezést
– Egyetemi és kutatóintézeti környezetben megvalósítható
– Kapcsolódik a modern nanotechnológiai és anyagtudományi irányokhoz
– Jól illeszkedik biotechnológiai, szenzoros és egészségipari fejlesztésekhez

Ez a projekt stabil belépési pont a bio-nano világba, miközben hosszabb távon megnyitja az utat az adaptív, intelligens anyagrendszerek felé.

Kapcsolódás az AVA fejlesztési irányhoz

Az AVA szerepe ebben a projektben nem metaforikus, hanem funkcionális:

– tervezési és optimalizálási intelligencia,
– mintázatfelismerés az önszervező folyamatokban,
– döntéstámogatás a fejlesztési irányok kiválasztásában.

Így a DNS- és RNS-alapú nanogyártási platform konkrét mérnöki projektként indul, miközben organikusan illeszkedik a későbbi rezonáns, adaptív technológiai ökoszisztémába.