Σε μια νέα τεχνική γνωστή ως DNA origami, οι ερευνητές διπλώνουν μακριές έλικες DNA ξανά και ξανά
Το κολάζ δείχνει μερικές από τις τεχνικές και τα σχέδια που χρησιμοποιούνται στο DNA origami.
Η τεχνική DNA origami πρωτοστάτησε στοΤο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας το 2006, έχει προσελκύσει εκατοντάδες νέους ερευνητές την τελευταία δεκαετία που επιδιώκουν να δημιουργήσουν δέκτες και αισθητήρες που θα μπορούσαν να ανιχνεύσουν και να θεραπεύσουν ασθένειες στο ανθρώπινο σώμα, να αξιολογήσουν τις επιπτώσεις των ρύπων στο περιβάλλον και να βοηθήσουν σε πολλές άλλες βιολογικές εφαρμογές.
Αν και οι αρχές του DNA origami είναι απλές, τα εργαλεία καιΟι τεχνικές αυτής της τεχνικής για τη δημιουργία νέων δομών δεν είναι πάντα κατανοητές και δεν έχουν τεκμηριωθεί καλά. Επιπλέον, οι νέοι επιστήμονες σε αυτήν τη μέθοδο δεν είχαν ούτε μία αναφορά για να βρουν τον πιο αποτελεσματικό τρόπο για την κατασκευή δομών DNA και θα μπορούσαν να αποφύγουν τις παγίδες που θα μπορούσαν να χρειάζονταν μήνες ή και χρόνια έρευνας.
«Θέλαμε να μαζέψουμε όλα τα όργανα,αναπτύχθηκε από ανθρώπους, σε ένα μέρος, και εξηγήστε τι δεν μπορεί να ειπωθεί σε ένα παραδοσιακό άρθρο περιοδικού. Τα άρθρα κριτικών μπορούν να σας πουν όλα όσα έχουν κάνει όλοι, αλλά δεν θα σας πουν πώς το έκαναν οι άνθρωποι».
Jacob Majikes, ερευνητής στο Εθνικό Ινστιτούτο Προτύπων και Τεχνολογίας (NIST).
Το DNA origami βασίζεται στην ικανότητασυμπληρωματικά ζεύγη βάσεων μορίων DNA που συνδέονται μεταξύ τους. Μεταξύ των τεσσάρων βάσεων του DNA - αδενίνη (Α), κυτοσίνη (C), γουανίνη (G) και θυμίνη (T) - A συνδέεται με T, και G σε C. Αυτό σημαίνει ότι μια συγκεκριμένη αλληλουχία As, Ts, Cs και Gs θα βρει και θα δεσμευτεί με το πρόσθετο του.
Η δέσμευση επιτρέπει μικρούς κλώνους DNAενεργούν ως συνδετήρες, κρατώντας τμήματα μακρών αλυσίδων διπλωμένα ή συνδέοντας μεμονωμένες αλυσίδες. Ένας τυπικός σχεδιασμός origami μπορεί να απαιτεί 250 συνδετήρες. Έτσι, το DNA μπορεί να αυτο-οργανωθεί σε διάφορες μορφές, σχηματίζοντας ένα πλαίσιο νανοκλίμακας, στο οποίο μπορεί να συνδεθεί ένα σύνολο νανοσωματιδίων, πολλά από τα οποία χρησιμοποιούνται για θεραπεία, βιολογική έρευνα και παρακολούθηση του περιβάλλοντος.
Σύμφωνα με τον Magix, η χρήση του origami DNAαντιμετωπίζει δύο προβλήματα. Πρώτον, οι ερευνητές δημιουργούν τρισδιάστατες δομές χρησιμοποιώντας ζεύγη βάσεων A, G, T και C. Επιπλέον, χρησιμοποιούν αυτά τα συρραπτικά ζευγών βάσεων για να στρίψουν και να χαλαρώσουν τη γνωστή διπλή έλικα μορίων DNA έτσι ώστε να κάμπτονται σε συγκεκριμένα σχήματα. Μπορεί να είναι δύσκολο να σχεδιαστεί και να απεικονιστεί. Οι Majike και Liddle παροτρύνουν τους ερευνητές να ενισχύσουν τη σχεδιαστική τους διαίσθηση δημιουργώντας τρισδιάστατα mock-up, όπως γλυπτά φτιαγμένα με μαγνήτες ράβδων, προτού ξεκινήσουν την παραγωγή. Αυτά τα μοντέλα, τα οποία μπορούν να δείξουν ποιες πτυχές της διαδικασίας αναδίπλωσης είναι κρίσιμες και ποιες είναι λιγότερο σημαντικές, θα πρέπει στη συνέχεια να ισοπεδωθούν σε 2D για να είναι συμβατά με τα εργαλεία DNA origami CAD, τα οποία συνήθως χρησιμοποιούν αναπαραστάσεις 2D.
Η αναδίπλωση του DNA μπορεί να γίνει με διαφορετικούς τρόπουςμε τρόπους, μερικοί από τους οποίους είναι λιγότερο αποτελεσματικοί από άλλους, σημειώνει ο Magix. Στην πραγματικότητα, ορισμένες στρατηγικές μπορεί να είναι καταδικασμένες να αποτύχουν. Οι Liddle και Magikes σκοπεύουν να ολοκληρώσουν τη δουλειά τους με διάφορα επιπλέον χειρόγραφα που περιγράφουν λεπτομερώς πώς να δημιουργήσουν επιτυχώς συσκευές νανοκλίμακας με DNA.
Διαβάστε περισσότερα:
Το Υπουργείο Υγείας της Αργεντινής αποκάλυψε στοιχεία σχετικά με τις παρενέργειες σε εκείνους που έλαβαν Sputnik V.
Ο πλατύτυπος αποδείχθηκε γενετικό μείγμα θηλαστικών, πτηνών και ερπετών.
Η σκόνη άνθρακα μετατράπηκε σε γραφίτη χρησιμοποιώντας φούρνο μικροκυμάτων.
Άμβλωση και επιστήμη: τι θα συμβεί στα παιδιά που θα γεννήσουν.