デューク大学とアリゾナ州立大学の研究者は、次のようなプログラムを開発しました。
遺伝暗号には 4 つの「文字」があります。窒素塩基 (アデニン、グアニン、チミン、シトシン) は、細胞内で予測可能な方法で結合して DNA 配列を形成します。研究者は、この「アルファベット」の要素間の接続パターンを使用して、糸がさまざまな形に折りたたまれるように「プログラム」しました。
モデリング結果 (上) と顕微鏡下の完成品 (下)。画像：アリゾナ州立大学
シミュレーションの結果、コンピューターが選択するのは、ユーザーの描画を 1 つまたは複数の一本鎖 DNA フラグメントのシーケンスに変換する方法。それは数千の塩基に達することができ、長鎖上の相補配列に結合し、「生産」で結合する数百の短い DNA 鎖によって形成されます。
たとえば、コンピューターに図面を提供する場合キノコに似た物体であるこのプログラムは、正しい構成に独立して組み立てる必要がある DNA 鎖のリストを生成します。次に、スレッドを正しい順序で合成し、それらを1つの試験管に入れるだけで十分です。他のすべては自然に起こります. DNA 混合物を加熱および冷却すると、わずか 12 時間で折り畳まれて完成品になると著者らは説明しています。
分子をモデリングして組み立てるプロセス。画像: Daniel Fu et al., Science Advances
研究者は、DNA を次のように実験しています。1980年代からの建材。最初の 3 次元図形は、単純な立方体、ピラミッド、サッカー ボール、つまり粗い面とブロック面を持つ幾何学的な図形でした。しかし、自然界に見られるような曲面を持つ構造を設計することは困難であった、と科学者は説明しています。多くの場合、目的の形状を実現するために多くのオプションを反復する必要があります。遺伝学者が提供するオープンソース プログラムがこの問題を解決します。
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