نانوموتور تولیدی از دی ان ای ساخته شد

یک تیم تحقیقات بین‌المللی نوع جدیدی از نانوموتور ساخته شده از دی ان ای را ارائه کرد که توسط مکانیسم هوشمندانه‌ای هدایت می‌شود و می‌تواند حرکات پالسی انجام دهد. محققان تلاش دارند این نانوموتور را در یک نانوماشین پیچیده نصب کنند.

به گزارش ماداز تارنمای فیز، محققان دانشکده علوم مولکولی دانشگاه ایالتی آریزونا و مرکز طراحی بیودزین در آمریکا با همکاری محققان دانشگاه بن در آلمان و دانشگاه میشیگان موفق به توسعه این فناوری شدند.

پتر سولک استادیار دانشکده علوم مولکولی دانشگاه ایالتی آریزونا از ابزارهای مدل‌سازی کامپیوتری گروه خود برای به دست آوردن درک بهتر در طراحی و بهره‌برداری از این نانوموتور استفاده کرد. این ساختار از تقریباً ۱۴۰۰۰ نوکلئوتید تشکیل شده است که واحدهای ساختاری اساسی دی ان ای را تشکیل می‌دهند.

سولک توضیح داد: شبیه‌سازی حرکت در چنین نانوساختار بزرگی بدون oxDNA غیرممکن است، مدل کامپیوتری که این گروه تحقیقاتی برای طراحی نانوساختارهای دی ان ای از آن استفاده می‌کند. این اولین بار است که یک موتور نانویی که با نیروی شیمیایی حرکت می‌کند با موفقیت مهندسی شده است. ما بسیار هیجان‌زده هستیم و در آینده مشتاقانه منتظر ساختن نانوادوات پیچیده‌تر هستیم.

این نوع جدید موتور شبیه به یک رینگ لاستیکی تقویت انگشتان دست است که هنگام استفاده منظم، انگشتان دست را تقویت می‌کند. با این حال، این موتور حدود یک میلیون برابر کوچک تر است. ۲ دستگیره توسط یک فنر در یک ساختار وی (V) شکل به هم متصل می‌شوند.

در رینگ لاستیکی وقتی دست‌ را باز کنید، رینگ به حالت اولیه باز می‌گردد.

مایکل فامولوک از دانشگاه بن هم گفت: موتور ما از چیزی شبیه به همین رینگ استفاده می‌کند، با این تفاوت که ساختار به هم فشرده نمی‌شوند بلکه کشیده می‌شوند.

وی افزود: طرح اصلی این گونه است که روی رشته‌های بلند دی ان ای، پلیمرازهای آر ان ای (RNA) در امتداد رشته دی ان ای حرکت می‌کند و از روی اطلاعات نسخه‌برداری می‌کند.

محققان در این پروژه یک پلیمر از آر ان ای را برداشته و آن را به دسته نانوماشین خود متصل کردند. آنها در ادامه یک رشته DNA را بین دو دسته قرار دادند. پلیمراز از این ساختار استفاده کرده و از روی دی ان ای نسخه‌برداری می‌کند. با حرکت پلیمراز در امتداد DNA، رشته بین دو دسته، به هم نزدیک شده و عملا فضای بین دو دسته فشرده می‌شود. باز انتهایی رشته دی ان ای توالی خاصی دارد که به پلیمراز دستور می‌دهد که از فشرده کردن رشته DNA دست بردارد و فاصله بین دو دسته به حالت اولیه باز می‌گردد. این چرخه دوباره از نو تکرار می‌شود.

پژوهشگران توانستند نشان دهند که این موتور را می‌توان به راحتی با سایر ساختارها ترکیب کرد.

نتایج این تحقیق در قالب مقاله‌ای در مجله Nature Nanotechnology منتشر شده است.