محققان دانشگاه هاروارد با تقلید از طبیعت نانوابزارهایی از DNA ساخته‌اند که خودآرایی کرده و هنگام لزوم می‌توانند جابه‌جا شده و تغییر شکل دهند.
تولید یک نانوابزار خودآرا با استفاده از DNA
محققان دانشگاه هاروارد با تقلید از طبیعت نانوابزارهایی از DNA ساخته‌اند که خودآرایی کرده و هنگام لزوم می‌توانند جابه‌جا شده و تغییر شکل دهند. بر خلاف نانوفناوری‌های موجود، این نانوابزارهای قابل‌برنامه‌ریزی بسیار مناسب کاربردهای پزشکی هستند، زیرا هم زیست‌سازگار بوده و هم زیست‌تخریب‌پذیر هستند.
هر یک از این ابزارها از یک مولکول حلقوی تک‌رشته‌ای DNA ساخته شده‌اند که هنگام مخلوط شدن با تعداد زیادی از رشته‌های کوتاه مکمل، به شکل ساختارهای ازپیش‌تعیین‌شده سه‌بعدی خودآرایی می‌کنند. بخش‌های دورشته‌ای این مولکول DNA پیچ خورده و به شکل آتل‌های خطی صلب درمی‌آیند که با استفاده از میان‌بخش‌های تک‌رشته‌ای DNA به‌هم متصل می‌شوند. تک‌رشته‌های DNA این آتل‌ها را کشیده و ساختارهای سه‌بعدی را تشکیل می‌دهند (درست همانند طناب‌های چادر که با کشیدن ستون‌ها، چادر را شکل می‌دهند). نحوه انتشار و تعدیل نیروهای کششی و فشاری موجب استحکام و پایداری این ساختار می‌شوند.
این اصل معماری که tensegrity نامیده می‌شود، سال‌ها در کانون توجه هنرمندان و معماران قرار داشته است، اما در طبیعت نیز این ساختارها وجود دارند. به عنوان مثال در بدن انسان استخوان‌ها به‌عنوان آتل‌ها فشاری و ماهیچه‌ها، ربات‌ها و تاندون‌ها به‌عنوان حامل‌های کششی عمل کرده و ما را قادر می‌سازند که بر خلاف جاذبه زمین بلند شده و بایستیم. همین اصل توسط سلول‌ها برای کنترل شکل آنها در مقیاس میکرومتری به‌کار می‌رود.
از این فناوری نانوساخت جدید می‌توان برای تولید ابزارهای نانوپزشکی جدید و سامانه‌های دارورسانی بهره برد. نانوابزاری که می‌تواند در پاسخ به یک سیگنال شیمیایی یا مکانیکی باز شود، این اطمینان را ایجاد می‌کند که دارو نه تنها به محل مورد نظر می‌رسد، بلکه در زمان و مکان مناسب می‌تواند رها شود.
همچنین شاید روزی بتوان از این ابزار نانومقیاس tensegrity در برنامه‌ریزی مجدد سلول‌های بنیادی انسان برای تولید مجدد اندام‌های آسیب‌دیده بهره برد.
ویلیان شیه، محقق ارشد این کار می‌گوید: «این ابزارهای چندکاره می‌توانند به ما در ساختن تمام چیزهای مورد نیاز در دارورسانی پیشرفته و پزشکی احیاگر کمک کنند. ما همچنین یک ماشین زیستی زیراکس DNA داریم که طبیعت در طی سال‌ها تکامل برای ما ایجاد کرده است». این دستگاه کپی، تولید این ابزارها را ساده می‌سازد.
ند سیمن استاد شیمی دانشگاه نیویورک می‌گوید این قابلیت جدید «یک عنصر بسیار مطلوب در جعبه‌ابزار نانوفناوری ساختاری DNA به‌شمار می‌رود».
