Drobne przedmioty „ceramiczne” zostały złożone z DNA. Zobacz, co zrobili genetycy

Naukowcy z Duke University i Arizona State University opracowali program, który

zamienia rysunki lub modele cyfrowe w zaokrąglonetworzy trójwymiarowe struktury zbudowane z DNA. Każdy maleńki, pusty przedmiot ma średnicę nie większą niż milionowa część centymetra. Technologia będzie przydatna do tworzenia maleńkich pojemników do podawania leków lub form do odlewania nanocząstek metali do ogniw słonecznych i wyrobów medycznych.

W kodzie genetycznym są cztery „litery”, czylizasady azotowe (adenina, guanina, tymina i cytozyna), które łączą się w naszych komórkach w przewidywalny sposób, tworząc sekwencję DNA. Badacze wykorzystali wzorce powiązań między elementami tego „alfabetu”, aby „zaprogramować” nitki tak, by składały się w różne kształty.

Wyniki modelowania (na górze) i gotowe produkty pod mikroskopem (na dole). Zdjęcie: Uniwersytet Stanowy Arizony

W wyniku symulacji komputer wybiera,jak przekształcić rysunek użytkownika w sekwencję jednego lub więcej jednoniciowych fragmentów DNA. Może sięgać tysięcy zasad i składa się z kilkuset krótkich nici DNA, które wiążą się z komplementarnymi sekwencjami na długich łańcuchach i łączą się w „produkcję”.

Na przykład, jeśli zaoferujesz komputerowi rysunekobiekt przypominający grzyba, program generuje listę nici DNA, które muszą niezależnie złożyć się we właściwą konfigurację. Wtedy wystarczy zsyntetyzować nici o odpowiedniej kolejności, umieścić je w jednej probówce, a wszystko inne potoczy się samo. Gdy mieszanina DNA jest podgrzewana i chłodzona, składa się w gotowe produkty w ciągu zaledwie 12 godzin, wyjaśniają autorzy.

Proces modelowania i składania cząsteczek. Zdjęcie: Daniel Fu i in., Science Advances

Naukowcy eksperymentują z DNA jakomateriał budowlany od lat 80. Pierwszymi trójwymiarowymi figurami były proste sześciany, piramidy, piłki nożnej - figury geometryczne o chropowatych i blokowych powierzchniach. Naukowcy wyjaśniają jednak, że projektowanie struktur o zakrzywionych powierzchniach bardziej przypominających te występujące w naturze było wyzwaniem. Często wymaga to iteracji przez wiele opcji w celu uzyskania pożądanego kształtu. Program open source dostarczony przez genetyków rozwiązuje ten problem.

Czytaj więcej:

17-letni inżynier wymyślił silnik bez magnesu: można go stosować w pojazdach elektrycznych

Opublikowano film testowy pierwszego na świecie śmigła z 11 łopatkami

Okazało się, jak stara jest woda, którą dziś pijemy