DNA Studio Max: Automatizirani nano-ispis dolazi na svoje

DNA se često naziva 'gradivnim gradivom' za život, ali možda bi bolja metafora bila LEGO. Istraživanje manipulacije molekulama DNA dovelo je do snažnog skupa sposobnosti njihovog spajanja kako bi se stvorili složeni 2D i 3D oblici. Organizacija zasnovana na kodu DNA omogućila je dizajn linearnih molekula koje bi se savijale i spajale na predvidljivi način - u laboratorijskim uvjetima.

Sada, a nova metoda dizajniranja DNA struktura ne samo da je automatizirao velik dio procesa stvaranja oblika, omogućujući znanstvenicima da izravno oblikuju svoju molekulu, već je gradi tu molekulu stabilnijom od bilo kojeg prethodnog pokušaja DNA 'origami'.



Stvar u vezi s DNA je u tome što je velik dio kemijske veze koja je zadržava u složenim strukturama prolazan. Na primjer, adhezija koju nudi vodikova veza ovisi o širokom spektru stvari. Nije najmanje važno među njima koncentracija soli, a prethodni pokušaji korištenja DNK za izradu skulptura u nano mjerilima zahtijevali su visoke razine magnezijeve soli kako bi se konačni oblik ne raspleo.



Od računarskog modela žičane mreže do stvarne molekule pod elektronskim mikroskopom.

Od računarskog modela žičane mreže do stvarne molekule pod elektronskim mikroskopom.

Nova tehnika, koju su nedavno otkrili istraživači sa švedskog Instituta Karolinska, zaobilazi je gradnjom svojih modela od relativno stabilnih dvostrukih spirala. Svaki rub računalnog žičanog okvira na kraju je predstavljen samostalnom dvostrukom zavojnicom u završnim molekulama, gdje su prethodne tehnologije uglavnom koristile usko spakirane snopove jednolančanih zavojnica. Čineći to na ovaj način potrebno je više predumišljaja u dizajniranju koda i sastavljanju oblika, a time i novim naprednim algoritmima oblikovanja, ali nakon što su napravljeni, oni imaju puno bolju sposobnost da stvarno odu raditi u tijelu.



Do sada se u većini pokušaja poboljšanja stabilnosti konstruiranih DNK nano-struktura koristilo cijele različite verzije DNA, klase sintetičkih nukleinskih kiselina pod zajedničkim nazivom XNA. Ideja je bila da, budući da DNK kavezi i zečevi zečeva ne moraju djelovati kao genetski materijal za stanicu, imaju puno uži popis kemijskih zahtjeva od prirodne DNA. Ovaj pristup omogućuje stvaranje korisnih predmeta bez potrebe za izmišljanjem poslovičnog kotača.

dna origami 3

'Stanfordski zeko' uobičajeni je objekt u računalnom 3D modeliranju.

Ovdje prikazana automatizacija nazvana je rješenjem 3D ispisa za DNK, a u smislu jednostavnosti upotrebe ta naljepnica sigurno odgovara. Sve što trebaju učiniti je da njihovi algoritmi osmisle niz molekula DNA kodiranih tako da se mogu realno sastaviti samo na određeni način, u određenim uvjetima. Tada je treća strana za njih stvorila te linearne DNA niti - sve što je tim trebao učiniti bilo je provesti ovu kolekciju niti kroz zagrijavanje i hlađenje procesa montaže, a ostatak svijeta učinili su sami.



Što se tiče toga zašto bi znanstvenici posebno željeli biti u stanju stvoriti sve, od DNK sfera do boca DNK koke, zapravo se svodi na to koje područje znanosti proučavaju. DNA mikrokapsule proučavane su kako bi mogle dostaviti lijekove izravno tamo gdje su najpotrebnije. A budući da se DNK može programirati, mogao bi se koristiti kao svojevrsni fizički alat za injekcije, možda grabeći pore u krvno-moždanoj barijeri i držeći ih otvorenima za novu terapijsku molekulu. Mogli bi se programirati da se uhvate samo za jednu vrstu markera (recimo, površinski protein na stanici raka) i promijene konformaciju kako bi privukli daljnju pažnju.

DNA nije savršena, a zasigurno se u dovoljno dugom vremenskom roku čini vjerojatnim da će se ovakve tehnike kombinirati s egzotičnim molekulama XNA. Ipak, ovaj otkriće uspijeva izvući donekle egzotičnu trajnost iz obične stare DNA. To bi snove mnogih istraživača moglo učiniti daleko ostvarivijima.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com