Nanotechnologia

Najnowsze nanourządzenia DNA stworzone na Technische Universitaet Muenchen (TUM), w tym robot z ruchomymi ramionami, samootwierająca się książka, samoprzełączające się biegi i siłownik, są same z siebie fascynujące, jednak nie to jest koniec odkryć.

Są one realizacją przełomu w dziedzinie użycia DNA jako materiału do stworzenia maszyn i urządzeń w skali nano. Proces, opisany na łamach magazynu „Science”, polega na łączeniu i rekonfiguracji modułowych trójwymiarowych elementów poprzez dopasowywanie do siebie kształtów, zamiast łączenia komplementarnych zasad na zasadzie zamka błyskawicznego. Nowa metoda nie tylko otwiera możliwości tworzenia nanourządzeń z ruchomymi elementami, ale także oferuje zestaw narzędzi pozwalających zaprogramować ich samoorganizowanie się w struktury.

Według profesora TUM, Hendrika Dietza, dziedzina nauki, popularnie nazywana „DNA origami”, od tradycyjnej japońskiej sztuk układania papieru, coraz szybciej zmierza do realnych zastosowań. W ostatnich latach Dietz i jego zespół poczynili olbrzymie kroki w kierunku praktycznych zastosowań tej metody, konstruując eksperymentalne urządzenia, np. syntetyczne membranowe kanały z DNA. Odkrycia te pozwoliły skrócić czas samoorganizowania się cząstek z tygodnia do zaledwie kilku godzin, przy prawie stuprocentowej wydajności , co dowodzi, że bardzo skomplikowane struktury mogą być precyzyjnie budowane w skali mniejszej niż nanometry.

Jednak powyższe odkrycia wykorzystywały zwykłą komplementarność zasad, która określa jak łańcuchy DNA się ze sobą łączą. Przełomem stał się dopiero „klej”.

Dietz tłumaczy: „Kiedy tworzysz element z parami zasad, których rozdzielenie jest bardzo trudne,  powstające dzięki temu  struktury dynamiczne są bardzo proste.”  Aby skonstruować bardziej zaawansowane nanourządzenia z DNA, np. z ruchomymi elementami, zespół naukowców zaadaptował dwie nowe techniki z bimolekularnego zestawu narzędzi: wykorzystanie komplementarności kształtów przez białka łączące się z innymi cząsteczkami, oraz ich tendencję do formowania względnie słabych połączeń, które mogą być zerwane w miarę potrzeb.

Źródło artykułu

Źródło grafiki