ایجاد نانوساختارهای سه بعدی پیچیده با DNA

پژوهشگران دانشگاه هاروارد روشی ارائه کردند که با استفاده از آن می‌توان از رشته‌های دی ان ای برای تولید نانوساختارهای سه بعدی پیچیده استفاده کرد. این رشته‌ها به‌صورت آجرهایی بوده که در تولید نانوساختارها به‌عنوان واحد سازنده به‌کار گرفته می‌شود. از نتایج این پژوهش می‌توان در حوزه‌های مختلف نظیر ادوات پزشکی، رهاسازی دارو و پیمایشگرهای تصویربرداری قابل برنامه ریزی استفاده کرد.

پژوهشگران دانشگاه هاروارد روشی ارائه کردند که با
استفاده از آن می‌توان از رشته‌های دی‌ان‌ای برای تولید نانوساختارهای سه
بعدی پیچیده استفاده کرد. این رشته‌ها به‌صورت آجرهایی بوده که در تولید
نانوساختارها به‌عنوان واحد سازنده به‌کار گرفته می‌شود. از نتایج این
پژوهش می‌توان در حوزه‌های مختلف نظیر ادوات پزشکی، رهاسازی دارو و
پیمایشگرهای تصویربرداری قابل برنامه ریزی استفاده کرد.

فناوری نانو
دی‌ان‌ای نزدیک به سی سال است که ظهور کرده اما در سال‌های اخیرا با پیدایش
اوریگامی دی‌ان‌ای، این فناوری رشد کرده است. این روش از روی روش تا کردن
کاغذ که در ژاپن باستان انجام می‌شد الهام گرفته شده است که اولین بار در
سال ۲۰۰۶ پاول روتموند از موسسه فناوری کالیفرنیا برای تا کردن و شکل دهی
دی‌ان‌ای از آن استفاده کرد. با این روش می‌توان داربست‌های مختلفی برای
اهداف مختلف ایجاد کرد.

filereader.php?p1=main_1b5a6ae399932b13e

برای این که بتوان ساختارهای دو و سه بعدی ایجاد کرد، باید از رشته‌های
ارتباط‌دهنده استفاده نمود. برای رسیدن به یک ساختار از پیش تعیین شده،
نظیر یک مدار الکترونیکی، باید رشته‌های اتصال دهنده مشخص استفاده کرد اما
مشکلی که در اینجا وجود دارد این است که دی‌ان‌ای‌ها می‌توانند به‌صورت
تصادفی هم شکل گرفته و فرآیند شکل دهی به‌طریق دلخواه ما را دچار مشکل
کنند.

یک گروه تحقیقاتی از دانشگاه هاروارد به‌جای این که از رشته‌های
بلند دی‌ان‌ای استفاده کند، از رشته‌های بسیار کوتاه استفاده کرده است. این
رشته‌های کوتاه سنتز شده به یکدیگر چسبیده و رشته‌های بلندتر را ایجاد
می‌کند. برای این که بتوان این اتصال را مدیریت کرد از بازهای دی‌ان‌ای کمک
گرفته شده است. باز آدنین به تیمین و سیتوزین به گوانین متصل می‌شود این
اتصال‌ها تغییر ناپذیر است بنابراین از آنها برای ایجاد ساختار دو بعدی
دلخواه استفاده شد به‌طوری که رشته دی‌ان‌ای با ۴۲ باز به رشته دیگر متصل
شد.

اخیرا یین و همکارانش از این روش برای ایجاد ساختار سه بعدی بهره
گرفتند. در این پروژه آنها از رشته‌های کوچک‌تر با ۳۲ باز استفاده کرده که
هر رشته قادر است به  چهار رشته دی‌ان‌ای متصل شود. امکان اتصال با
زاویه ۹۰ درجه در این رشته‌ها وجود داشته بنابراین این ساختار قادر است به
تمام سمت‌ها، پایین، بالا، چپ و راست خم شود. آنها با این روش مکعبی تو
خالی ایجاد کردند.

آنها با استفاده از این روش بیش از ۱۰۰ شکل مختلف را
ایجاد کردند که از آنها می‌توان در حوزه‌های مختلف استفاده کرد. نتایج این
پژوهش در نشریه Science به چاپ رسیده است.