Mokslininkų komanda iš Vokietijos ir Kinijos pasidalino nuostabaus eksperimento rezultatais. Mokslininkai sukūrė DNR nanobotą, kurį sudaro tik viena molekulė, ir paleido jį į dvimatį labirintą, suprojektuotą origami principu. Vadinamajam DNR navigatoriui pavyko rasti išeitį.
Prisiminkite, kad DNR origami technologija leidžia iš DNR gijų sukurti įvairias struktūras. Tai įmanoma dėl to, kad ilgas DNR molekules sudaro nukleotidai, kurie sudaro poras: adeninas su timinu, citozinas su guaninu. Nurodydami grandinėje esančią nukleotidų seką, galite pasiekti, kad ji susilenktų ir pritvirtėtų reikiamose vietose ir tinkamu kampu. Tokiu būdu galite sukurti begalinį skaičių struktūrų.
- „Salik.biz“
Šiuo atveju Friedricho Simmelio iš Miuncheno technikos universiteto ir Kinijos mokslų akademijos Chunhai Fan vadovaujama komanda panaudojo DNR origami technologiją, kad sukurtų labirintą, primenantį matematinį medžio grafiką. Šiuo atveju labirinto „praėjimai“turi vadinamuosius DNR kablius, prie kurių gali prisitvirtinti kita molekulė. Tuo pačiu metu sritys, kuriose nėra tokių „įkalčių“, yra „sienos“.
Nurodoma, kad gautas labirintas yra struktūriškai lygus šakniastiebiui, kurio viršuje yra dešimt viršūnių (diagrama parodyta žemiau). Jame yra vienas įėjimas ir vienas išėjimas.
Labirintas yra struktūriškai lygus dešimties viršūnių įsišaknijusiam medžiui. Vertex A žymi įėjimą. Galimi maršrutai pažymėti raudonai, tačiau tik vienas (dešinėje) yra teisingas. Gamtos medžiagų iliustracija.
Kūrinio autoriai aiškina, kad mažas jų sukurtas prietaisas vadinamas DNR vaikštyne. Jis juda grandininių DNR hibridizacijos reakcijų būdu (tinkamų vienos grandinės nukleorūgščių derinys į vieną molekulę).
Anot jo, toks mechanizmas suteikia galimybę pasisukti labirinto perėjose. Dėl to, jei į tokią struktūrą bus paleisti keli DNR nanobotai, kiekvienas iš jų galės savarankiškai ištirti vieną iš galimų maršrutų, kurie užtikrins lygiagrečią pirmojo gylio paiešką (tai yra vienas iš grafiko judėjimo būdų).
Reklaminis vaizdo įrašas:
Norėdami padėti DNR nanobotui pasirinkti vienintelį teisingą kelią iš daugelio variantų, mokslininkai chemiškai modifikavo medžio grafiko, vaizduojančio išėjimą, viršutinę dalį.
Norėdami padėti DNR nanobotui pasirinkti teisingą kelią iš įvairių variantų, mokslininkai chemiškai modifikavo išėjimą iš labirinto. Gamtos medžiagų iliustracija.
Eksperimentų metu specialistai stebėjo DNR navigatorių judesius, naudojant nuskaitymo atominės jėgos mikroskopą ir labai didelės skiriamosios gebos mikroskopą. Pirmasis metodas leidžia sekti asfaltuotus maršrutus ir teritorijas, kuriose DNR vaikštynė dar nebuvo aplankyta. Antrasis metodas suteikia fluorescencinę maršruto vizualizaciją nanoskalės skyra.
Tyrėjai įsitikinę, kad toks vystymasis padės išplėsti galimybes nanotechnologijų, biomolekulinių savimonių ir dirbtinio intelekto srityse. Tokie DNR navigatoriai gali būti naudojami saugoti ir perduoti informaciją, taip pat medicinoje, diagnozuojant ir gydant įvairias ligas, įskaitant onkologiją.
Šis darbas išsamiau aprašytas straipsnyje, paskelbtame žurnale „Nature Materials“.
Julija Vorobyova