Duke Universityn ja Arizona State Universityn tutkijat ovat kehittäneet ohjelman, joka
Geneettisessä koodissa on neljä "kirjainta" taityppipitoisia emäksiä (adeniini, guaniini, tymiini ja sytosiini), jotka yhdistyvät ennustettavissa olevilla tavoilla soluissamme muodostaen DNA-sekvenssin. Tutkijat käyttivät tämän "aakkosen" elementtien välisiä yhteyskuvioita lankojen "ohjelmoimiseksi" niin, että ne taittuvat eri muotoihin.
Mallinnustulokset (ylhäällä) ja valmiit tuotteet mikroskoopin alla (alhaalla). Kuva: Arizona State University
Simulaation tuloksena tietokone valitseekuinka muuntaa käyttäjän piirustus yhden tai useamman yksijuosteisen DNA-fragmentin sekvenssiksi. Se voi saavuttaa tuhansia emäksiä ja muodostuu useista sadoista lyhyistä DNA-säikeistä, jotka sitoutuvat pitkien ketjujen komplementaarisiin sekvensseihin ja liittyvät yhteen "tuotannossa".
Jos esimerkiksi tarjoat tietokoneelle piirustuksenSientä muistuttavan esineen, ohjelma luo luettelon DNA-säikeistä, jotka on koottava itsenäisesti oikeaan kokoonpanoon. Sitten riittää, että syntetisoidaan langat oikeassa järjestyksessä, laitetaan ne yhteen koeputkeen, ja kaikki muu tapahtuu itsestään. Kun DNA-seosta kuumennetaan ja jäähdytetään, se taittuu valmiiksi tuotteiksi vain 12 tunnissa, kirjoittajat selittävät.
Molekyylien mallintamis- ja kokoamisprosessi. Kuva: Daniel Fu et al., Science Advances
Tutkijat kokeilevat DNA:ta kutenrakennusmateriaalia 1980-luvulta lähtien. Ensimmäiset kolmiulotteiset hahmot olivat yksinkertaisia kuutioita, pyramideja, jalkapallopalloja - geometrisia hahmoja, joilla oli karkea ja lohkopinta. Mutta luonnossa esiintyvien kaarevien pintojen rakenteiden suunnittelu on ollut haastavaa, tutkijat selittävät. Tämä vaatii usein useiden vaihtoehtojen iterointia halutun muodon saavuttamiseksi. Geneetikkojen tarjoama avoimen lähdekoodin ohjelma ratkaisee tämän ongelman.
Lue lisää:
17-vuotias insinööri keksi magneettittoman moottorin: sitä voidaan käyttää sähköajoneuvoissa
Julkaistu testivideo maailman ensimmäisestä 11 lavasta varustetusta potkurista
Kävi ilmi, kuinka vanhaa vettä juomme tänään