DNA Studio Max: automatiseeritud nanotrükk on jõudmas omaette

DNA-d nimetatakse sageli elu „ehituskiviks”, kuid võib-olla oleks parem metafoor LEGO. Uuringud DNA molekulidega manipuleerimise kohta on viinud tugevate võimete kogumini, kui see kokku klõpsata, et luua keerukaid 2D ja 3D kujundeid. DNA koodipõhine organisatsioon võimaldas kavandada lineaarseid molekule, mis kokku klappiksid ja klõpsataksid prognoositaval viisil - laboritingimustes.



Nüüd, a uus meetod DNA struktuuride kujundamine pole mitte ainult automatiseerinud suurt osa kuju loomise protsessist, võimaldades teadlastel oma molekuli otse kujundada, vaid ehitab selle molekuli stabiilsemaks kui mis tahes varasem DNA origami katse.

DNA-ga on see, et suur osa keemilistest sidemetest, mis hoiavad seda keerulistes struktuurides, on mööduvad. Näiteks vesiniksideme pakutav adhesioon sõltub paljudest asjadest. Neist kõige vähem on soola kontsentratsioon ja varasemad katsed kasutada DNA-d nano-mõõtmetega skulptuuri valmistamiseks on nõudnud kõrget magneesiumisoola taset, et lõplik kuju lahti ei läheks.



Traatvõrgust arvutimudelist elektronmikroskoobi all oleva reaalse molekulini.

Traatvõrgust arvutimudelist elektronmikroskoobi all oleva reaalse molekulini.

Rootsi Karolinska Instituteti teadlaste hiljuti avaldatud uus tehnika saab sellest mööda, ehitades oma mudelid suhteliselt stabiilsetest topeltheeliksitest. Arvuti traadiraami iga serva esindab lõppmolekulides iseseisev kahekordne spiraal, kus varasemates tehnoloogiates on enamasti kasutatud tihedalt pakitud üheahelaliste spiraalide kimbusid. Niimoodi tegemine nõuab koodide kujundamisel ja kujundite koostamisel rohkem ettenägelikkust ja seeläbi äsja arenenud kujundamisalgoritme, kuid kui need on kunagi varem teinud, on neil palju parem võime kehas tegelikult tööle minna.



Siiani on enamik katsetatud DNA nano-struktuuride stabiilsuse parandamiseks kasutanud DNA täiesti erinevaid versioone, sünteetiliste nukleiinhapete klassi, mida nimetatakse XNA-ks. Idee oli selles, et kuna DNA puurid ja jäneseküülikud ei pea raku geneetilise materjalina tegutsema, on neil keemiliste nõuete loetelu palju väiksem kui looduslikul DNA-l. See lähenemine võimaldab kasulikku objekti loomist, ilma et oleks vaja vanasõnalist ratast uuesti leiutada.

dna origami 3

“Stanfordi jänku” on arvuti 3D-modelleerimisel tavaline objekt.

Siin kuvatavat automaatikat on nimetatud DNA 3D-printimislahenduseks ja kasutusmugavuse mõttes sobib see silt kindlasti. Kõik, mida nad tegema peavad, on lasta oma algoritmidel kujundada kodeeritud DNA molekulide komplekt, et nad saaksid reaalselt kokku panna ainult teatud viisil ja teatud tingimustel. Seejärel lõi kolmas osapool nende jaoks need lineaarsed DNA-ahelad - meeskond pidi tegema vaid selle kiudude kogu monteerimisprotsessi soojenemise ja jahutamise teel ning ülejäänud maailma tegid nad ise.

Miks teadlased sooviksid eelkõige luua kõike, alates DNA keradest kuni DNA koksi pudeliteni, sõltub tegelikult see, millist teadusvaldkonda nad uurivad. On uuritud DNA mikrokapslite potentsiaali toimetada ravimeid otse sinna, kus neid kõige rohkem vaja on. Ja kuna DNA-d saab programmeerida, võiks seda kasutada omamoodi süstitava füüsilise vahendina, haarates võib-olla vere-aju barjääri poorid ja hoides neid uue terapeutilise molekuli jaoks lahti. Neid võiks programmeerida haarama ainult ühte tüüpi markeritest (näiteks vähiraku pinnavalk) ja muutma konformatsiooni, et veelgi rohkem tähelepanu tõmmata.



DNA pole täiuslik ja kindlasti tundub piisavalt pika aja jooksul tõenäoline, et sellised tehnikad kombineeritakse eksootiliste XNA molekulidega. Sellegipoolest suudab see läbimurre saada tavalisest vanast DNA-st mõnevõrra eksootilise vastupidavuse. See peaks paljude teadlaste unistused palju paremini teostatavaks tegema.

Copyright © Kõik Õigused Kaitstud | 2007es.com