Piccoli oggetti di "ceramica" sono stati assemblati dal DNA. Guarda cosa hanno fatto i genetisti

I ricercatori della Duke University e dell'Arizona State University hanno sviluppato un programma che

trasforma disegni o modelli digitali in arrotondatisi forma in strutture tridimensionali fatte di DNA. Ogni minuscolo oggetto cavo non misura più di un milionesimo di centimetro di diametro. La tecnologia sarà utile per creare minuscoli contenitori per la somministrazione di farmaci o stampi per la fusione di nanoparticelle metalliche per celle solari e dispositivi medici.

Ci sono quattro "lettere" nel codice genetico, obasi azotate (adenina, guanina, timina e citosina) che si combinano in modi prevedibili nelle nostre cellule per formare la sequenza del DNA. I ricercatori hanno utilizzato i modelli di connessione tra gli elementi di questo "alfabeto" per "programmare" i fili in modo che si pieghino in forme diverse.

Risultati della modellazione (in alto) e prodotti finiti al microscopio (in basso). Immagine: Arizona State University

Come risultato della simulazione, il computer seleziona,come convertire il disegno di un utente in una sequenza di uno o più frammenti di DNA a singolo filamento. Può raggiungere migliaia di basi ed è formato da diverse centinaia di brevi filamenti di DNA che si legano a sequenze complementari su lunghe catene e si uniscono in "produzione".

Ad esempio, se offri a un computer un disegnoun oggetto simile a un fungo, il programma genera un elenco di filamenti di DNA che devono assemblarsi indipendentemente nella configurazione corretta. Quindi è sufficiente sintetizzare i fili con la sequenza corretta, metterli in una provetta e tutto il resto avverrà da solo. Quando la miscela di DNA viene riscaldata e raffreddata, si trasforma in prodotti finiti in sole 12 ore, spiegano gli autori.

Il processo di modellazione e assemblaggio di molecole. Immagine: Daniel Fu et al., Science Advances

I ricercatori stanno sperimentando il DNA comemateriale da costruzione dagli anni '80. Le prime figure tridimensionali erano semplici cubi, piramidi, palloni da calcio - figure geometriche con superfici ruvide e a blocchi. Ma progettare strutture con superfici curve più simili a quelle che si trovano in natura è stato impegnativo, spiegano gli scienziati. Ciò richiede spesso l'iterazione di molte opzioni per ottenere la forma desiderata. Un programma open source fornito dai genetisti risolve questo problema.

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