Sekumpulan saintis dari Jerman dan China berkongsi hasil eksperimen yang luar biasa. Para saintis telah membuat nanobot DNA, yang terdiri hanya dari satu molekul, dan melancarkannya ke labirin dua dimensi, yang dirancang berdasarkan prinsip origami. Navigator DNA yang disebut berjaya mencari jalan keluar.
Ingatlah bahawa teknologi origami DNA membolehkan anda membuat pelbagai struktur dari helai DNA. Ini mungkin disebabkan oleh fakta bahawa molekul DNA panjang terdiri daripada nukleotida yang membentuk pasangan: adenin dengan timin, sitosin dengan guanin. Dengan menentukan urutan nukleotida dalam rantai, anda dapat mencapai ia akan melipat dan mengikat di tempat yang betul dan pada sudut yang betul. Dengan cara ini, anda boleh membuat sebilangan struktur yang tidak terhingga.
Dalam kes ini, sebuah pasukan yang diketuai oleh Friedrich Simmel dari Universiti Teknikal Munich dan Chunhai Fan dari Akademi Sains China menggunakan teknologi origami DNA untuk membuat labirin yang menyerupai grafik pokok matematik. Dalam kes ini, "lorong" labirin mempunyai ruji DNA yang disebut molekul lain. Pada saat yang sama, daerah tanpa "petunjuk" berfungsi sebagai "dinding".
Ia dinyatakan bahawa labirin yang dihasilkan setara secara struktur dengan pokok berakar sepuluh-bucu (rajah ditunjukkan di bawah). Ia mengandungi satu pintu masuk dan satu pintu keluar.
Labirin secara struktural setara dengan pokok berakar sepuluh bucu. Vertex A menandakan pintu masuk. Kemungkinan laluan ditandai dengan warna merah, tetapi hanya satu (di sebelah kanan) yang betul. Ilustrasi oleh Bahan Alam.
Penulis karya menjelaskan bahawa alat kecil yang mereka buat disebut DNA walker. Ia bergerak melalui reaksi berantai hibridisasi DNA (gabungan asid nukleik untai tunggal yang sesuai menjadi satu molekul).
Menurutnya, mekanisme seperti itu memberikan kemampuan untuk mengubah lorong labirin. Hasilnya, jika beberapa nanobots DNA dilancarkan ke dalam struktur sedemikian, masing-masing akan dapat meneroka secara bebas salah satu laluan yang mungkin, yang akan memberikan pencarian kedalaman pertama yang selari (ini adalah salah satu kaedah untuk melintasi grafik).
Video promosi:
Untuk membantu nanobot DNA memilih satu-satunya jalan yang betul dari banyak pilihan, para saintis secara kimia mengubah bahagian atas graf pokok yang mewakili jalan keluar.
Untuk membantu nanobot DNA memilih jalan yang tepat dari pelbagai pilihan, saintis secara kimia mengubah jalan keluar dari labirin. Ilustrasi oleh Bahan Alam.
Semasa eksperimen, para pakar memerhatikan pergerakan navigator DNA menggunakan mikroskop kekuatan atom imbasan dan mikroskop beresolusi sangat tinggi. Kaedah pertama memungkinkan untuk mengesan laluan berturap dan kawasan yang belum dikunjungi oleh pejalan kaki DNA. Kaedah kedua memberikan visualisasi pendarfluor laluan dengan resolusi skala nano.
Para penyelidik yakin bahawa pengembangan seperti ini akan membantu mengembangkan peluang dalam bidang nanoteknologi, pemasangan diri biomolekul dan kecerdasan buatan. Navigator DNA seperti itu dapat digunakan untuk menyimpan dan mengirimkan informasi, serta dalam perubatan, untuk diagnosis dan rawatan pelbagai penyakit, termasuk onkologi.
Karya ini dijelaskan dengan lebih terperinci dalam artikel yang diterbitkan dalam jurnal Nature Materials.
Yulia Vorobyova
