طی تحقیقاتی اعلام شد
به گزارش گروه فناوری خبرگزاری دانشجو، محققان دانشگاه نیوساوث‌ولز از DNA برای ساخت نانوربات استفاده می‌کنند. به تازگی آن‌ها در مسیر کنترل ابعاد نانوربات‌های DNA، ساختار‌هایی که با خودآرایی از اجزای DNA به دست می‌آیند، موفق به حل چالشی مهم در این مسیر شدند.
به نظر می‌رسد نانوربات‌های خودآرا، شبیه داستان‌های علمی تخیلی باشند، اما تحقیقات جدید در نانوفناوری DNA این حوزه را یک گام به واقعیت نزدیک‌تر کرده است. نانوربات در آینده در زمینه‌های مختلفی نظیر بهداشت و پزشکی برای کار‌هایی مانند ترمیم زخم و از بین بردن گرفتگی عروق استفاده خواهد شد.
پژوهشگان دانشگاه نیوساوث‌ولز با همتایان خود در انگلستان، نتایج یافته‌های خود را در ACS Nano درباره چگونگی کنترل طول نانوربات‌های خودآرا به چاپ رسانده‌اند.
لارنس لی، نویسنده اصلی این مقاله و از بخش علوم تک مولکولی پزشکی دانشگاه نیوساوت‌ولز، می‌گوید: «به طور معمول ما این ساختارها را با آرایش دستی اجزا در محصول نهایی تولید می‌کنیم. اگر قطعات بزرگ باشند، این اجزا به راحتی کار می‌کنند، اما هر قدر ابعاد کوچکتر و کوچکتر شوند، انجام این کار دشوارتر می‌شود.»
در استفاده از روش خودآرایی برای تولید این ساختارها، چالش اصلی این است که چگونه می‌توان واحد‌های سازنده را برای تولید سازه مورد نظر برنامه‌ریزی کرد و زمانی که ساختار به اندازه کافی رشد کرد چگونه می‌توان فرآیند را متوقف کرد.
در این پروژه، پژوهشگران، طرح خود را با سنتز زیرواحد‌های DNA به نام PolyBricks پیاده‌سازی کردند. این واحد‌های سازنده، هر یک متناسب با گروه‌های تشکیل دهنده خود، خودآرایی داده و به ساختار از پیش تعیین شده تبدیل می‌شوند.
محققان این پروژه به منظور کنترل ابعاد ساختار خود از یک اصل طراحی موسوم به تجمع کرنش استفاده کردند. لی می‌گوید: «با افزودن هر واحد، انرژی کرنش بین PolyBricks تجمع یافته، تا اینکه در نهایت انرژی به بیش از حد لازم برای اتصال هر واحد می‌رسد. این نقطه‌ای است که در آن هر زیرواحد فرآیند خودآرایی را متوقف می‌کند.»
برای کنترل طول ساختار نهایی محققان توالی را در طراحی DNA به‌گونه‌ای اصلاح کردند که میزان کرنش اضافه شده به هر زیرواحد جدید در حد مورد نظر آن‌ها تنظیم شود.
لی ادامه داد: «تئوری ما می‌تواند به محققان کمک کند تا روش‌های دیگری را برای استفاده از تجمع کرنش برای کنترل ابعاد ساختار‌های خودآرای DNA به کار گیرند.»
به اعتقاد محققان، این ساز و کار می‌تواند برای ایجاد اشکال پیچیده‌تر ساختار‌های DNA با استفاده از واحد‌های خودآرا به کار گرفته شود.
به نظر می‌رسد نانوربات‌های خودآرا، شبیه داستان‌های علمی تخیلی باشند، اما تحقیقات جدید در نانوفناوری DNA این حوزه را یک گام به واقعیت نزدیک‌تر کرده است. نانوربات در آینده در زمینه‌های مختلفی نظیر بهداشت و پزشکی برای کار‌هایی مانند ترمیم زخم و از بین بردن گرفتگی عروق استفاده خواهد شد.
پژوهشگان دانشگاه نیوساوث‌ولز با همتایان خود در انگلستان، نتایج یافته‌های خود را در ACS Nano درباره چگونگی کنترل طول نانوربات‌های خودآرا به چاپ رسانده‌اند.
لارنس لی، نویسنده اصلی این مقاله و از بخش علوم تک مولکولی پزشکی دانشگاه نیوساوت‌ولز، می‌گوید: «به طور معمول ما این ساختارها را با آرایش دستی اجزا در محصول نهایی تولید می‌کنیم. اگر قطعات بزرگ باشند، این اجزا به راحتی کار می‌کنند، اما هر قدر ابعاد کوچکتر و کوچکتر شوند، انجام این کار دشوارتر می‌شود.»
در استفاده از روش خودآرایی برای تولید این ساختارها، چالش اصلی این است که چگونه می‌توان واحد‌های سازنده را برای تولید سازه مورد نظر برنامه‌ریزی کرد و زمانی که ساختار به اندازه کافی رشد کرد چگونه می‌توان فرآیند را متوقف کرد.
در این پروژه، پژوهشگران، طرح خود را با سنتز زیرواحد‌های DNA به نام PolyBricks پیاده‌سازی کردند. این واحد‌های سازنده، هر یک متناسب با گروه‌های تشکیل دهنده خود، خودآرایی داده و به ساختار از پیش تعیین شده تبدیل می‌شوند.
محققان این پروژه به منظور کنترل ابعاد ساختار خود از یک اصل طراحی موسوم به تجمع کرنش استفاده کردند. لی می‌گوید: «با افزودن هر واحد، انرژی کرنش بین PolyBricks تجمع یافته، تا اینکه در نهایت انرژی به بیش از حد لازم برای اتصال هر واحد می‌رسد. این نقطه‌ای است که در آن هر زیرواحد فرآیند خودآرایی را متوقف می‌کند.»
برای کنترل طول ساختار نهایی محققان توالی را در طراحی DNA به‌گونه‌ای اصلاح کردند که میزان کرنش اضافه شده به هر زیرواحد جدید در حد مورد نظر آن‌ها تنظیم شود.
لی ادامه داد: «تئوری ما می‌تواند به محققان کمک کند تا روش‌های دیگری را برای استفاده از تجمع کرنش برای کنترل ابعاد ساختار‌های خودآرای DNA به کار گیرند.»
به اعتقاد محققان، این ساز و کار می‌تواند برای ایجاد اشکال پیچیده‌تر ساختار‌های DNA با استفاده از واحد‌های خودآرا به کار گرفته شود.
ارسال نظرات