Ett team av forskare har utvecklat en metod för att skapa strukturer vars byggstenar är en miljonedel av en meter stor genom att koda DNA med monteringsanvisningar. I en rad experiment, forskarna blandade fyra "smaker" av droppar (gul, orange, grön, och blå), var och en belagd med olika DNA, men som inte binder. De lade sedan till en ny droppe (röd), som specifikt binder till den orange droppen och aktiverar den för nästa steg i sammansättningen. Denna process påskyndar skapandet av en droppkedja i en förutbestämd ordning (röd-orange-gul-grön-blå). Upphovsman:Yin Zhang
Ett team av forskare har utvecklat en metod för att skapa strukturer vars byggstenar är en miljonedel av en meter stor genom att koda DNA med monteringsanvisningar.
Arbetet, beskrivs i tidningen Naturkommunikation , manipulerar sekvensering av DNA för att erbjuda ett invecklat och innovativt tillvägagångssätt för att syntetisera material på den mest grundläggande nivån.
"Sekventiell programmerbarhet är ett kraftfullt tillägg till den självmonterade verktygslådan som kommer att vara användbar för att skapa de minsta materialen, "förklarar Yin Zhang, tidningens huvudförfattare och doktorand vid New York University's Center for Soft Matter Research. "Det ger några av fördelarna med den biologiska användningen av kontrollerad sekventiell montering med molekyler, nukleinsyror, och proteiner till en ny designskala. "
NYU -fysikprofessorerna Paul Chaikin och Jasna Brujic samt Nadrian Seeman, en professor i kemi i NYU, ledde forskningen.
Både naturliga och konstgjorda strukturer byggs sekventiellt-från celler till skyskrapor. Som ryska häckande dockor, monteringen sker på insidan innan den påbörjas på utsidan.
Dock, vid tillverkning av material i en mikrometerskala, eller ungefär en hundradel av bredden på en hårsträng, forskare står inför utmaningar som är okända för ingenjörer och tillverkare.
Även om många metoder har använts för att manipulera sådana små partiklar, dessa tillvägagångssätt har alla anmärkningsvärda brister i montering av strukturer.
NYU-teamet försökte övervinna dessa hinder med ett nytt tillvägagångssätt:koda monteringsanvisningarna i byggstenarna och låt dessa byggstenar organisera sig själv till en föreskriven struktur i en förutbestämd sekvens.
Att göra så, den använde olika DNA -delar, var och en belagd på en droppe olja i vatten, där de sedan "pratade" med varandra genom DNA-medierade interaktioner. Specifikt, forskarna placerade fyra "smaker" av droppar - märkta B, C, D, och E - i vatten. De lade sedan till en "initiator" -droppe, A, som började sekvenseringsprocessen. Här, DNA -strängen på A initierar en kedja av händelser där den förskjuter en av de parade strängarna på B, vars släppta sträng rör sig för att aktivera C, nästa droppe i sekvensen, och så vidare. Processen resulterar i en droppkedja, ABCDE.
