چاپگری که رشته های DNA را به هم متصل می کند

561538 خبر ناگهانی

به گزارش گروه علمی و فناوری باشگاه خبرنگاران ( ایسکانیوز ) ; علم جدید نشان داده است که DNA می تواند فراتر از انتقال اطلاعات ژنتیکی از نسلی به نسل دیگر باشد و یکی از این کاربردها ذخیره سازی حجم وسیعی از اطلاعات است.

برای محققانی که نیاز به ساخت مولکول‌های بسیار پیچیده دارند، ویژگی‌های فیزیکی اسید دئوکسی ریبونوکلئیک یا DNA فرصتی عالی برای ساخت ماشین‌های قابل برنامه‌ریزی و خودآرایی (ترتیب رشته‌های DNA خود طبق برنامه‌ریزی دانشمندان) فراهم می‌کند.

اریک بنسون، بیوفیزیکدان از دانشگاه آکسفورد، می گوید: «در مطالعه خود، ابتدا مدل های کامپیوتری طراحی می کنیم و سپس رشته های DNA را طوری برنامه ریزی می کنیم که خودشان مرتب شوند. فرآیند خودآرایی بسیار چالش برانگیز است زیرا در حالی که کنترل زیادی بر روی رشته های DNA داریم، بازوها و پاهای ما برای تنظیم بیش از حد سفت هستند.

پس از سال‌ها تحقیق و توسعه، بنسون و همکارانش متوجه شدند که چگونه یک مینی ماشین بسازند که رشته‌های DNA را به ترتیب دلخواه جمع‌آوری کند. بنسون می گوید که مینی ون آنها، یا بهتر است بگوییم چاپگر آنها، می تواند سر مرکزی (بالا) خود را در دو بعد بالاتر از هواپیما حرکت دهد. سطحی که تماما از DNA ساخته شده است.

DNA; مصالح ساختمانی در مقیاس نانو

بنسون گفت: «ما عاشق کار با DNA هستیم. DNA یک مولکول ساده است. همه چیز با رشته ای به نام نوکلئوتید شروع می شود. نوکلئوتیدها مولکول های کوچکی هستند که به یکدیگر متصل می شوند و RNA و DNA را تشکیل می دهند و از یک مولکول قند متصل به یک گروه فسفات و یک پایه حاوی نیتروژن تشکیل شده اند. در واقع هر نوکلئوتید فقط یک پایه نیتروژن آلی دارد که می تواند آدنین (A) یا گوانین (G) یا سیتوزین (C) یا تیمین (T) باشد. مولکول های A و T به یکدیگر جذب می شوند و مولکول های G و C نیز به یکدیگر جذب می شوند.

  قیمت نفت اندکی افزایش یافت

در موجودات زنده ای که از DNA برای انتقال اطلاعات ژنتیکی استفاده می کنند، نوکلئوتیدها بلوک های سازنده این مولکول ها هستند. آنها یکی یکی در سلول ها جمع می شوند و با همانندسازی DNA یا رونویسی RNA به یکدیگر متصل می شوند. DNA و RNA به نوبه خود به عنوان دستورالعملی برای تولید پروتئین و هدایت فعالیت های دیگر در سلول استفاده می شوند.

البته این عملکرد بیولوژیکی یک ویژگی ذاتی خود DNA نیست. این ژن – توالی جداگانه ای از نوکلئوتیدها – فقط در شرایط بسیار دقیق می تواند یک فرآیند بیولوژیکی خاص را آغاز کند. بنسون می گوید: «این مولکول ها دارای خاصیت مغناطیسی هستند، بنابراین اگر آن را به درستی طراحی کنیم، قطعات آن کاملاً پیدا می شوند.

به گفته بنسون، بدن ما از همه این پروتئین‌های خارق‌العاده تشکیل شده است که به روشی مشابه با تا کردن پلیمرهای خطی به شکل‌های پیچیده‌تر تولید می‌شوند.

ایده بسیار ساده

چاپگر بنسون و همکاران تقریباً از 18000 جفت DNA تشکیل شده است. با این حال، ایده اولیه آنها چندان عالی نبود. کار قبلی آنها بر روی یک موتور خطی متمرکز بود که می‌توان از آن برای حرکت بازوی هیدرولیک استفاده کرد. اما وقتی متوجه شدند که چگونه در این مقیاس بزرگتر کار کنند، دست به یک پروژه بلندپروازانه زدند.

اگر بخواهند چندین موتور خطی بگیرند، مونتاژ کنند و به طور مستقل کنترل کنند، می توانند کاری انجام دهند که عملکرد پیچیده ای دارد و ما موفق شده ایم این موتورهای خطی را طوری ترکیب کنیم که بتوانند به طور مستقل و متعامد با یکدیگر کار کنند. یکی دیگر، “بنسون توضیح می دهد. برای کار.

  - برگزاری دومین یادواره شهدای عملیات رمضان در همدان

این چاپگر نسبتا ساده است. سرش روی صفحه شطرنج حرکت می کند. یعنی دو ریل عمود بر هم. ایده اصلی این بود که قطعه مرکزی را به دو بعد نانومقیاس منتقل کنند، اما سپس یک ویژگی به قطعه مرکزی اضافه کردند تا آن را به یک سر چاپ برای مدل‌سازی پایین از طریق تعاملات DNA تبدیل کنند.

یک فرآیند زمان بر

در واقع، محققان از نرم‌افزاری برای نقشه‌برداری از طرح‌های DNA خود استفاده می‌کنند و می‌بینند که چگونه در دنیای واقعی رفتار خواهند کرد. بنسون می‌گوید: «در اصل، ما باید به صورت دستی تنظیم کنیم تا ببینیم هر تغییر طراحی چگونه بر شبیه‌سازی تأثیر می‌گذارد و چگونه به نظر می‌رسد.

با این حال، محصول نهایی یک نمونه اولیه نیست، بلکه لیستی از توالی های DNA است. طول بیشتر آنها حدود 60 نوکلئوتید است و محققان آنها را در شرایط خاص شوری و در دمای بالا با هم مخلوط کردند.

بنسون می گوید: «گرما همه چیز را می شکند، هیچ هیبرید DNA وجود ندارد. شما نمی توانید آنها را فقط با هم مخلوط کنید و روی یک نیمکت در دمای اتاق قرار دهید، زیرا به چیزی که می خواهید نخواهید رسید… حتی در دمای پایین، آنها سناریوهای خاص خود را دارند.

پس از مخلوط کردن الیاف در دمای نسبتاً بالا، محققان به آرامی مخلوط را برای چند ساعت خنک کردند. برای نصب پیچیده به عنوان یک چاپگر، اجزای مختلف باید به طور جداگانه مونتاژ شوند. سپس این اجزا با هم مخلوط شده و اجازه داده می شود تا خود به خود در محصول نهایی جمع شوند. محققان سپس نتایج را در میکروسکوپ های الکترونی و میکروسکوپ های نوری با وضوح فوق العاده بررسی کردند تا عملکرد مخلوط را مشاهده کنند.

  سال گذشته 61 نوزاد در این شهر رها شدند

دیدگاهتان را بنویسید