DNA Studio Max: Az automatizált nano-nyomtatás megkapja a magaét

A DNS-t gyakran az élet „építőelemeként” emlegetik, de talán jobb metafora lenne a LEGO. A DNS-molekulák manipulálásával kapcsolatos kutatások robusztus képességkészlethez vezettek ahhoz, hogy összetapogassák összetett 2D és 3D alakzatok létrehozásához. A DNS kódalapú szervezete lehetővé tette olyan lineáris molekulák tervezését, amelyek kiszámítható módon - laboratóriumi körülmények között - összecsukódhatnak és egymáshoz kattannak.

Most, a új módszer A DNS-struktúrák megtervezése nemcsak az alakformálási folyamat nagy részét automatizálta, lehetővé téve a tudósok számára, hogy közvetlenül alakítsák ki molekulájukat, hanem azt a molekulát is stabilabbá teszi, mint bármelyik korábbi DNS-origami kísérlet.

A DNS-szel az a helyzet, hogy a kémiai kötések nagy része, amely összetett struktúrákba tartja, átmeneti. A hidrogénkötés által nyújtott tapadás például sokféle dologtól függ. Ezek közül nem utolsósorban a sókoncentráció, és a DNS-nek nano-léptékű szobrászat készítéséhez tett korábbi kísérleteinek magas szintű magnézium-sóra volt szükségük ahhoz, hogy a végső forma ne bomljon ki.



A dróthálós számítógépes modelltől egy valódi molekuláig elektronmikroszkóp alatt.

A dróthálós számítógépes modelltől egy valódi molekuláig elektronmikroszkóp alatt.

Az új technika, amelyet a svéd Karolinska Institutet kutatói nemrégiben tártak fel, megkerüli ezt azzal, hogy viszonylag stabil kettős spirálokból építi fel modelljeit. A számítógépes drótváz minden élét egy önálló kettős spirál képviseli a végső molekulákban, ahol a korábbi technológiák többnyire egyszálú spirálok szorosan csomagolt kötegeit használták. Ilyen módon több előre megfontoltabb feladatra van szükség a kód tervezésében és az alakok összeállításában, és ezáltal az újonnan fejlett alakítási algoritmusokban, de ha egyszer sokkal jobb képességekkel bírnak, hogy valóban a testben dolgozzanak.

Eddig a DNS-nanstruktúrák stabilitásának javítására tett kísérletek során a DNS egész különböző verzióit használták fel, a szintetikus nukleinsavak egy csoportját, amelyet együttesen XNS-nek hívnak. Az ötlet az volt, hogy mivel a DNS-ketreceknek és a nyuszi nyulaknak nem kell egy sejt genetikai anyagaként működniük, sokkal szűkebb a kémiai követelmények listája, mint a természetes DNS. Ez a megközelítés hasznos tárgyalkotást tesz lehetővé anélkül, hogy újra kellene feltalálni a közmondási kereket.

dna origami 3

A „Stanford Bunny” a számítógépes 3D-modellezés általános tárgya.

Az itt látható automatizálást 3D nyomtatási megoldásnak hívták a DNS számára, és az egyszerű használat szempontjából ez a címke mindenképpen illik. Mindössze annyit kell tenniük, hogy algoritmusaik megtervezzék egy kódolt DNS-molekulák készletét, hogy reálisan csak bizonyos módon, bizonyos körülmények között tudják összeállítani. Aztán egy harmadik fél létrehozta nekik ezeket a lineáris DNS-szálakat - a csapatnak csak annyit kellett tennie, hogy ezt a szálkollekciót az összeszerelési folyamat felmelegedésével és lehűlésével átadta, és ők maguk csinálták a világ többi részét.

Arról, hogy miért akarják a tudósok, hogy mindent képesek legyenek létrehozni a DNS-gömböktől kezdve a DNS-kokszpalackokig, valóban kiderül, hogy melyik tudományterületen tanulnak. Megvizsgálták a DNS mikrokapszulák azon képességét, hogy közvetlenül oda juttassanak gyógyszereket, ahol a legnagyobb szükség van rájuk. És mivel a DNS programozható, egyfajta injektálható fizikai eszközként használható, talán megragadva a pórusokat a vér-agy gátban, és nyitva tartva őket egy új terápiás molekula számára. Úgy programozhatók, hogy csak egyfajta markert ragadjanak meg (például egy rákos sejt felületi fehérjét), és megváltoztassák a konformációt a további figyelem felkeltése érdekében.

A DNS nem tökéletes, és bizonyára elég hosszú időn belül valószínűnek tűnik, hogy az ilyen technikákat egzotikus XNS molekulákkal kombinálják. Ennek az áttörésnek mégis sikerül kissé egzotikus tartósságot elérnie a sima régi DNS-ből. Ennek sok kutató álmait sokkal elérhetőbbé kell tennie.

Copyright © Minden Jog Fenntartva | 2007es.com