211service.com
Mucu aušana no DNS
Labas lietas patiešām nāk mazos iepakojumos, saskaņā ar a skolēnu grupa Hārvardas Universitātē. Viņi uzbūvēja nelielu konteineru, kura diametrs bija aptuveni 30 nanometri, un kas pilnībā izgatavots no DNS, ko kādu dienu varētu izmantot, lai piegādātu zāles vai uz gēnu vai proteīnu balstītas terapijas specifiskos ķermeņa audos.
Hārvardas studenti izstrādāja DNS secību, kas salokās mazā, dobā traukā.
Mēs zinām, ka DNS ir ļoti stabils celtniecības materiāls, saka Valērija Hoi-Tinga Lau, viena no projektā iesaistītajām studentēm. Tagad mēs cenšamies izmantot to, ka tas ir programmējams. Lau un citi prezentēja savu mucu pie Starptautiskās gēnu inženierijas iekārtas konkurss MIT šī mēneša sākumā (skatiet dīvaini baktēriju radījumi).
Multivide
SLAIDRĀDE: skatiet mucu
DNS arhitektūras pasaule pēdējos gados ir piedzīvojusi eksploziju, zinātniekiem veidojot divdimensiju smaidošas sejas un sarežģītas kartes, kā arī trīsdimensiju astoņstūrus. Ķīmiskās vielas, kas veido garas, vijuma DNS molekulas, saistās kopā saskaņā ar paredzamu noteikumu kopumu, tāpēc ir iespējams izveidot DNS sekvences, kas veidosies dažādās formās.
Lai gan iepriekš DNS arhitektūrai bija vajadzīgi gadi, lai izstrādātu un konstruētu, šī gada sākumā izstrādātā metode nodrošina salīdzinoši vienkāršu veidu, kā ieprogrammēt DNS noteiktās formās (skatiet Do-It-Yourself Nanotech). Viena gara DNS virkne ir apvilkta ar īsākiem speciāli izstrādātu DNS sekvenču fragmentiem, kas darbojas kā skavu ķīmiskais ekvivalents. Katrs fragments saistās tikai ar noteiktu vietu DNS molekulā. Stratēģiski novietojot šīs skavas gar DNS virkni, molekula var patstāvīgi savākties dažādās formās.
Pielāgojot šo metodi trīsdimensiju struktūru veidošanai, studenti un viņu padomdevējs Viljams Šihs , Hārvardas zinātnieks, kurš ir bijis līderis DNS arhitektūrā, izstrādāja DNS secību, kas salokās mazā, dobā traukā. Galīgā struktūra, kas ir veidota kā atvērta muca, sastāv no vienas DNS molekulas, kas zigzagā griežas uz priekšu un atpakaļ, veidojot kroku loksni. Lapa ir ieprogrammēta tā, lai tā izliektos uz sevi, izveidojot dubultsienu cilindru. (Klikšķis šeit lai redzētu mucas attēlus.)
Tas patiešām bija izrāviens, saka Šihs. Iepriekšējo DNS konteineru, piemēram, astoņstūru, sienās ir bijuši lieli caurumi, taču pētnieki domā, ka šīs struktūras sienas ir diezgan cietas, teorētiski ļaujot mucā droši aptvert nanoizmēra dārgumus.
Turklāt dažām uz DNS balstītām struktūrām ir raksturīgs floppiness, kas liek trīsdimensiju formām sabrukt. Taču mucas izveidošanai izmantotā veidošanas metode — DNS spirāļu virknes sakārtošana kroku loksnes struktūrā — šķietami nodrošina jaunu spēku. Man ir aizdomas, ka Šiha 3-D struktūru veidošanas stils izrādīsies īpaši stingrs, saka Pols Rotemunds , zinātnieks Kalifornijas Tehnoloģiju institūtā Pasadenā, Kalifornijā, kurš izstrādāja metodi, uz kuras balstās projekts.
Rotemunds piebilst, ka viens no sarežģītākajiem DNS arhitektūras aspektiem ir apstiprinājums, ka gatavā struktūra iegūst oriģinālā dizaina formu. Hārvardas studenti, izmantojot elektronu mikroskopu, ir nofotografējuši savu DNS mucu, kas parāda, ka tas ir pareizā izmēra un formas. Viņi arī veica sākotnējos testus, lai noteiktu, vai muca patiešām var aizsargāt savu kravu no ārējās vides. Protams, viņi atklāja, ka mucas iekšpusē ievietotā ķīmiskā viela ir efektīvi aizsargāta no citas ķīmiskas vielas, kas parasti ar to saistās.
Ja studenti spēs īstenot savu darbu, viņi pārvarēs vienu no ieilgušajām problēmām, kas saistītas ar uz DNS balstītiem dizainiem: atradīs praktisku pielietojumu sīkajām struktūrām. Ja … viņi var izgatavot konteinerus narkotiku piegādei, tas parādīs, ka DNS kā tehnoloģiskā materiāla izmantošana patiešām ir noderīgs uzņēmums! saka Rotemunds.
Galu galā studenti cer izveidot konteineru, kurā varētu pārvadāt jebkura veida zāles un kas būtu molekulāri mērķēts uz noteiktiem šūnu veidiem. Jaunākas terapijas, piemēram, tās, kuru pamatā ir gēni vai olbaltumvielas, bieži ir grūti piegādāt, un tās ir jānovirza uz noteiktiem audiem. Daži no tiem ir jāievada injekcijas veidā vai dažos eksperimentālos gadījumos jāievada tieši smadzenēs. Studenti jau strādā pie veidiem, kā izrotāt mucas ar dažādām molekulām, kas saistās tikai ar noteiktām šūnām vai olbaltumvielām.
Kamēr darbs vēl ir ļoti agrīnā fāzē, Shih ļoti sapņo par to, kas varētu notikt nākotnē. Tas ir interesanti ilgtermiņā, jo mums ir tik liela kontrole pār šo objektu formām, viņš saka. Cilvēki ir ģenerējuši DNS molekulas, kas darbojas kā datori, tāpēc jums varētu būt zāļu piegādes ierīce ar iebūvētu datoru, kas veic primitīvus aprēķinus, pieņemot lēmumus par to, kad un kur izlaist zāles. Protams, Šihs saka, ka vēl ir daudz darāmā.