211service.com
DNS roboti kustībā
Tā precīzā struktūra un spēja saistīties ar citām molekulām padara DNS par pievilcīgu sastatņu materiālu nanotehnoloģiju pētniekiem. Zinātnieki jau ir izmantojuši DNS, lai izveidotu divdimensiju modeļus, trīsdimensiju objektus un vienkāršas formas mainošas ierīces. Tagad divas pētnieku komandas ir atsevišķi izgatavojušas sarežģītas programmējamas mašīnas, izmantojot DNS molekulas.
DNS montāžas līnija: Atomu spēka mikroskopa attēlā redzamas zelta nanodaļiņas uz DNS trases.
Pētnieki no Kolumbijas universitātes, Arizonas štata universitātes un Caltech ir izveidojuši ierīci, kas iet pa programmējamu ceļu uz virsmas, kas veidota ar DNS. Tikmēr pētnieki no Ņujorkas universitātes DNS nanoarhitektūras pionieru vadībā Neds Zīmans , ir apvienojuši vairākas DNS ierīces, lai izveidotu montāžas līniju. Nano ierīce savāc zelta nanodaļiņas, krītot gar DNS rakstainu virsmu.
Abas mašīnas, kas aprakstītas šodien Daba žurnāls, ir iespējams solis uz priekšu DNS nanobotu izveidē, kas varētu salikt nelielas elektriskās un mehāniskās ierīces. DNS roboti varētu arī apvienot molekulas jaunos veidos, lai izveidotu jaunus materiālus, saka Loids Smits , Viskonsinas-Medisonas universitātes ķīmijas profesors. Viņš saka, ka robotiem var būt iespēja novietot vienu molekulu noteiktā veidā, lai reakcija notiktu ar citu molekulu, kas varētu nenotikt, ja tie nejauši saduras šķīdumā.
Agrāk pētnieki ir izgatavojuši vienkāršas mašīnas, piemēram, pincetes un staiguļus, kas arī ir izgatavoti no DNS. Pincetes atveras un aizveras, pievienojot šķīdumam specifiskas DNS šķipsnas. Staigulīši ir molekulas ar karājošām dzīslām vai kājām, kas saistās un atdalās no citām DNS virknēm, kurām ir raksts uz virsmas, faktiski pārvietojoties pa virsmu.
Kolumbijas universitātē izgatavotais nano staigulis ir proteīna molekula, kas dekorēta ar trīs kājām — vienpavedienu DNS zīmi, sintētiskas DNS molekulas, kas darbojas kā fermenti un katalizē reakciju. Kājas saistās ar komplementāriem DNS pavedieniem uz virsmas. Tad tie katalizē reakciju, kas saīsina vienu no virsmas pavedieniem, tādējādi tā stiprinājums pie kājas kļūst vājāks. Šī kāja atlaižas un pāriet uz nākamo virsmas daļu.
Staigātājs seko dzīslu pēdai, ko pētnieki raksta uz virsmas. Tas var aizņemt līdz pat 50 soļiem, salīdzinot ar diviem vai trim soļiem, ko veikuši iepriekšējie soļi. Tas apstājas, kad tas saskaras ar secību, kuru nevar saīsināt. Mēs parādām, kā ieprogrammēt [gājēja] uzvedību, programmējot ainavu, saka Milans Stojanovičs , Kolumbijas universitātes biomedicīnas inženieris, kurš izstrādāja staigulīti. Tas ļauj mums domāt par papildu sarežģītību: vairāk nekā viena molekula mijiedarbojas un sarežģītākas komandas uz virsmas. Mēs ceram, ka galu galā varēsim [izmantot nanobotus, lai labotu audus.
Seeman un viņa kolēģi no Ņujorkas universitātes apvieno trīs dažādus DNS komponentus, lai izveidotu montāžas līniju. Viņiem ir DNS ceļš, gājējs un iekārta, kas var nogādāt vai aizturēt zelta molekulas kravu. Iekārta ir DNS struktūra, ko var iestatīt tā, lai vai nu ar zelta nanodaļiņām piepildītu pavedienu novietotu gājēja ceļā vai prom no tā. Staigālim ir četras kājas un trīs vienpavediena DNS rokas, kas var saistīties ar zeltu.
Pētnieki demonstrēja sistēmu, kurā gājējs šķērso trīs mašīnas, no kurām katra pārvadā cita veida zelta daļiņas. Katru mašīnu var iestatīt tā, lai tā vai nu piegādātu savu kravu, vai paturētu to, kopumā nodrošinot astoņus dažādus staiguļa iekraušanas veidus, tādējādi radot astoņus dažādus produktus.
Sasniegumi liecina par nepārtrauktiem panākumiem, veidojot nanoierīces ar arvien sarežģītākām funkcijām. [Mēs] pārejam no atsevišķām entītijām, kas dara kaut ko interesantu, uz entītiju sistēmām, kas strādā pie kaut kā ar sarežģītāku uzvedību un funkcijām, saka Smits.