DNAxiS tworzy maleńkie, samoskładające się doniczki i wazony z DNA

Naukowcy opracowali nowy program typu open source, który może przekształcać rysunki lub modele cyfrowe w nanoskalowe rzeźby wykonane z DNA.

Górny rząd: modele 3D o różnych zaokrąglonych kształtach. Dolny rząd: obrazy z mikroskopu elektronowego tych samych kształtów wykonane z DNA
Górny rząd: modele 3D o różnych zaokrąglonych kształtach. Dolny rząd: obrazy z mikroskopu elektronowego tych samych kształtów wykonane z DNA | Arizona State University

W testach system tworzył zaokrąglone przedmioty, takie jak wazony i miski. DNA to niezwykle wszechstronna cząsteczka. Nie tylko może zakodować dane, aby stworzyć plan dowolnego żywego stworzenia, od bakterii, przez ludzi, po wieloryby, ale może również składać się, zgniatać i zginać ciasno, aby zmieścić się w komórkach. Ta elastyczność może również uczynić DNA użytecznym materiałem konstrukcyjnym w nanoskali, a w ostatnich dziesięcioleciach naukowcy eksperymentowali z tym pomysłem, budując cząsteczki dostarczające leki, pułapki na wirusy, nanosilniki elektryczne, a nawet maleńką replikę Van Gogha.

Przeczytaj też: Dodanie nowych liter do oznaczeń DNA ułatwi przechowywanie danych

W nowym badaniu naukowcy z Duke University i Arizona State University opracowali oprogramowanie o nazwie DNAxiS, które pozwala użytkownikom tworzyć złożone obiekty z DNA. Dwa główne komponenty, z którymi współpracuje system, to długie nici DNA, które można zwinąć w koncentryczne okręgi, aby uzyskać zaokrąglone powierzchnie, oraz krótsze sekwencje DNA, które zapewniają stabilność poprzez „zszycie” dłuższych.

Użytkownicy mogą wprowadzać rysunki lub modele 3D do DNAxiS, a oprogramowanie użyje specjalnie zaprojektowanych algorytmów, aby określić najlepszy sposób przedstawienia ich w medium DNA, używając tej kombinacji długich i krótkich nici. Mając recepturę w ręku, określone nici DNA można syntetyzować, mieszać, ogrzewać i chłodzić. To powoduje, że same układają się w pożądany kształt w ciągu zaledwie 12 godzin.

W testach naukowcy wykazali, że DNAxiS można wykorzystać do stworzenia szeregu zaokrąglonych kształtów, takich jak wazony, garnki, miski, kule, grzyby, szyszki, tykwy, a nawet liście koniczyny. W dłuższej perspektywie technika ta mogłaby zostać wykorzystana do stworzenia szeregu naczyń w nanoskali, takich jak te do dostarczania leków lub form na nanocząsteczki o określonych kształtach.

Badania zostały opublikowane w czasopiśmie Science Advances.

➔ Obserwuj nas w Google News, aby być na bieżąco!

źródło: Duke University | New Atlas