ساخت موتورهای چرخان مبتنی بر "دی ان ای"

پژوهشگران، موتور مبتنی بر DNA ایجاد کرده‌اند که به جای راه رفتن می‌چرخد و سرعت آن هزاران برابر بیشتر از موتورهای متعارف است. این ماشین‌ها می‌توانند در دارورسانی یا حسگرهای تشخیص بیماری و آلاینده‌ها



به گزارش سرویس فناوری ایسنا، یکی از محققان دانشگاه پردو (Purdue) در پروژه اخیر خود یک موتور مبتنی بر DNA ایجاد کرده است که به‌ جای راه‌ رفتن می‌چرخد و هزار بار سریع‌تر از موتورهای مبتنی بر DNA متعارف است. آندریو ماگلر استادیار فیزیک در بخش فیزیک و نجوم دانشگاه پردو، بینشی نسبت به چارچوب نظری فیزیک مرتبط با موتورها ارائه کرده است و مدل‌های رایانه‌ای و شبیه‌سازی‌هایی را ایجاد کرده است که در تحقیقات استفاده می‌شود.

موتورهای DNA توانایی تبدیل‌ شدن به نانوماشین‌هایی را که به آسانی قابل برنامه‌ریزی هستند، دارا هستند. بر اساس گفته‌های ماگلر این ماشین‌ها می‌توانند در دارورسانی یا حسگرهای تشخیص نشانگرهای بیماری یا آلاینده‌ها استفاده شوند، ولی در ابتدا باید سرعت و دقت این ماشین‌ها بهبود یابد.

مقاله‌ای که حاوی جزئیات این پژوهش بوده و توسط خالد سالایتا هدایت شده است، در مجله Nature Nanotechnology منتشر خواهد شد.

موتور ساخته‌ شده توسط این تیم در مرکز خود یک مهره پلاستیکی ریز دارد که توسط هزاران رشته DNA دارای برآمدگی پوشانده شده است و به آن اجازه می‌دهد تا به محض اتصال DNA به سطح RNA مکمل بچرخد. توان این موتور توسط آنزیمی تامین می‌شود که RNA را پس از این‌ که موتور DNA بچرخد و به آن بچسبد، خرد می‌کند. بر اساس اظهارات ماگلر این کار از حرکت به عقب موتور چرخان یا تکرار گام‌ها در یک مسیر جلوگیری می‌کند. این همان مشکلی است که باعث کندی موتورهای DNA متعارف شده است.

این موتورها روش ساده‌ای برای بررسی جهش‌های DNA فراهم می‌کند. در واقع تغییر سرعت DNA نمودی از جهش DNA است که توسط یک دوربین با لنز تقویت‌ شده تشخیص داده می‌شود. سالایتا در مورد ویژگی‌های این روش این‌گونه توضیح می‌دهد:« کار ما یک روش تشخیصی بر پایه فناوری سطح پایین و کم‌هزینه در ترکیب با منابع محدود ارائه می‌دهد.»

ماگلر در رابطه با نحوه کارکرد موتور می‌گوید:«موتورها به صورت منحنی‌وار به اطراف می‌چرخند، ولی در کل مسیر خودشان را قطع نمی‌کنند، چرا که RNA قبلا در آنجا بریده شده است. در ابتدا و در مقیاس‌های زمانی و طولی کوتاه، رفتار موتورها معادل یک راه‌ رفتن کاملا تصادفی است، ولی در یک مقیاس طولی و زمانی بلندتر، رفتار موتورها مشابه راه‌ رفتن تصادفی خودبازدارنده خواهد بود. این برای من به عنوان یک فیزیکدان نظری بسیار هیجان‌انگیز بود چرا که بر اساس دانسته‌های ما این نخستین سیستم آزمایشگاهی نانومقیاس است که واقعا به صورت تصادفی خودبازدارنده عمل می‌کند. این سیستم آزمایش‌های شدید احتمالات مسیر و آمارهای مرتبط را ممکن می‌سازد، چیزی که اخیرا تنها به صورت نظری بر روی آن کار شده است.»

این مطالعه توسط موسسه ملی سلامت و بنیاد ملی علوم حمایت مالی شده است.

منبع :