211service.com
DNR robotai juda
Dėl tikslios struktūros ir gebėjimo jungtis su kitomis molekulėmis DNR nanotechnologijų tyrinėtojams yra patraukli pastolių medžiaga. Mokslininkai jau panaudojo DNR, kad sukurtų dvimačius modelius, trimačius objektus ir paprastus formą keičiančius prietaisus. Dabar dvi tyrėjų komandos atskirai sukūrė sudėtingas programuojamas mašinas, naudodamos DNR molekules.
DNR surinkimo linija: Atominės jėgos mikroskopo vaizde DNR takelyje matomos aukso nanodalelės.
Kolumbijos universiteto, Arizonos valstijos universiteto ir Caltech mokslininkai sukūrė prietaisą, kuris eina programuojamu keliu ant paviršiaus, pažymėto DNR. Tuo tarpu Niujorko universiteto mokslininkai, vadovaujami DNR nanoarchitektūros pradininko Nedas Seemanas , sujungė kelis DNR įrenginius, kad sukurtų surinkimo liniją. Nano įtaisas surenka aukso nanodaleles, kai rieda išilgai DNR rašto paviršiaus.
Dvi mašinos, aprašytos šiandien Gamta žurnalas, yra galimas žingsnis į priekį kuriant DNR nanobotus, kurie galėtų surinkti mažyčius elektrinius ir mechaninius prietaisus. DNR robotai taip pat galėtų sujungti molekules naujais būdais naujoms medžiagoms gaminti, sako Loidas Smitas , Viskonsino-Madisono universiteto chemijos profesorius. Robotai gali turėti galimybę nustatyti vienos molekulės padėtį tam tikru būdu, kad reakcija įvyktų su kita molekule, kuri gali neįvykti, jei jie atsitiktinai susidurtų tirpale, sako jis.
Anksčiau mokslininkai gamindavo paprastas mašinas, tokias kaip pincetai ir vaikštynės, kurios taip pat buvo pagamintos iš DNR. Pincetas atidaromas ir uždaromas į tirpalą pridedant specifines DNR grandines. Vaikščiotojai yra molekulės su kabančiomis sruogomis arba kojomis, kurios jungiasi ir atsiskiria nuo kitų DNR gijų, išmargintų ant paviršiaus, ir iš tikrųjų juda paviršiumi.
Kolumbijos universitete pagamintas nanovaikštynas yra baltymų molekulė, papuošta trimis kojomis – viengrandžiais DNR fermentais, sintetinėmis DNR molekulėmis, kurios veikia kaip fermentai ir katalizuoja reakciją. Kojos jungiasi su papildomomis DNR grandinėmis ant paviršiaus. Tada jie katalizuoja reakciją, kuri sutrumpina vieną iš paviršiaus gijų, todėl jos prisitvirtinimas prie kojos tampa silpnesnis. Ta koja paleidžiama ir pereina prie kitos paviršiaus gijos.
Vaikščiotojas seka sruogų pėdsaką, kurį tyrėjai piešia paviršiuje. Tai gali užtrukti iki 50 žingsnių, palyginti su dviem ar trim žingsniais, kuriuos žengė ankstesni vaikščiotojai. Jis sustoja, kai susiduria su seka, kurios negalima sutrumpinti. Mes parodome, kaip užprogramuoti [vaikščiotojo] elgesį programuojant kraštovaizdį, sako Milanas Stojanovičius , Kolumbijos universiteto biomedicinos inžinierius, sukūręs vaikštynę. Tai leidžia mums galvoti apie papildomo sudėtingumo didinimą: daugiau nei viena molekulė sąveikauja ir sudėtingesnės komandos paviršiuje. Tikimės, kad galiausiai galėsime [naudoti nanobotus] audiniams taisyti.
Seemanas ir jo kolegos iš Niujorko universiteto sujungia tris skirtingus DNR komponentus, kad sukurtų surinkimo liniją. Jie turi DNR kelią, vaikštynę ir mašiną, galinčią pristatyti arba sulaikyti aukso molekulės krovinį. Mašina yra DNR struktūra, kurią galima nustatyti taip, kad aukso nanodalelėmis apkrauta grandinė būtų nukreipta į vaikščiojančiojo kelią arba nuo jo. Vaikščioklis turi keturias kojas ir tris viengrandes DNR rankas, kurios gali susieti su auksu.
Tyrėjai pademonstravo sistemą, kurioje vaikštynė pravažiuoja tris mašinas, kurių kiekviena turi skirtingo tipo aukso daleles. Kiekviena mašina gali būti sukonfigūruota taip, kad galėtų pristatyti savo krovinį arba jį laikyti, iš viso suteikiant aštuonis skirtingus vaikštynės pakrovimo būdus, todėl gaunami aštuoni skirtingi produktai.
Pažanga rodo nuolatinę sėkmę kuriant nano prietaisus su vis sudėtingesnėmis funkcijomis. [Mes] pereiname nuo atskirų subjektų, kurie daro kažką įdomaus, prie subjektų sistemų, dirbančių su sudėtingesniu elgesiu ir funkcijomis, sako Smithas.