DNA ile Tasarım
Şuradaki araştırma laboratuvarlarından çıkan minik nano ölçekli yapılara bakın: Duke Üniversitesi ve Arizona Eyalet Üniversitesi ve dünyanın en küçük çanak çömlek kataloğuna göz attığınızı hayal etmek kolaydır.
Yeni bir makale, bu kreasyonlardan bazılarını ortaya koyuyor: minicik vazolar, kaseler ve iç içe geçmiş bir Rus oyuncak bebeğinin ev eşyaları gibi, biri diğerinin içine gizlenmiş içi boş küreler.
Ama onları ağaçtan ya da kilden yapmak yerine, ABD Ulusal Bilim Vakfı-desteklenen araştırma ekibi, bu nesneleri nanometre hassasiyetiyle karmaşık 3B nesneler halinde bükülmüş ve katlanmış iplik benzeri DNA moleküllerinden tasarladı.
Bu kreasyonlar, Duke araştırmacıları Dan Fu ve John Reif tarafından geliştirilen yeni bir açık kaynaklı yazılım programının olanaklarını göstermektedir. Gazetede açıklanan Bilim Gelişmeleriyazılım, kullanıcıların yuvarlak şekillerin çizimlerini veya dijital modellerini almasına ve bunları DNA’dan yapılmış 3B yapılara dönüştürmesine olanak tanır.
DNA nanoyapıları, ASU araştırmacıları tarafından toplandı ve görüntülendi. Her küçük içi boş nesne, bir inçin 2 milyonda birini geçmez. Bunlardan 50.000’den fazlası bir toplu iğnenin başına sığabilir.
Ancak araştırmacılar, bunların yalnızca nano heykellerden daha fazlası olduğunu söylüyor. Yazılım, araştırmacıların, güneş pilleri, tıbbi görüntüleme ve diğer uygulamalar için belirli şekillere sahip metal nanoparçacıkları dökmek için ilaç veya kalıplar sağlamak üzere küçük kaplar oluşturmasına izin verebilir.
Çoğu insan için DNA, yaşamın planıdır – penguenlerden kavak ağaçlarına kadar tüm canlılar için genetik talimatlar. Ancak bu araştırmacılara göre DNA, bir genetik bilgi taşıyıcısından daha fazlasıdır; kaynak kodu ve yapı malzemesidir.
Araştırmacılar, 1980’lerden beri bir yapı malzemesi olarak DNA ile deneyler yapıyorlar. İlk 3B şekiller basit küpler, piramitler, futbol toplarıydı — kaba ve bloklu yüzeylere sahip geometrik şekiller. Ancak doğada bulunanlara daha çok benzeyen kavisli yüzeylere sahip yapılar tasarlamak zor olmuştur. Ekibin amacı, bu yöntemle mümkün olan şekil yelpazesini genişletmektir.
Bunu yapmak için Fu, DNAxiS adlı bir yazılım geliştirdi. Yazılım, ASU araştırmacıları tarafından geliştirilen DNA ile oluşturma yöntemine dayanır. Bir çömlek yapmak için kil bobinleri kullanmak gibi, uzun bir DNA çift sarmalını nesnenin dış hatlarını oluşturmak için birbiri üzerine yığılan eşmerkezli halkalara sararak çalışır. Ekip, yapıları daha güçlü hale getirmek için ek katmanlarla güçlendirmeyi de mümkün kıldı.
Araştırmacılar, DNA tasarım yazılımının laboratuvar veya klinikteki pratik uygulamalarının hala yıllarca uzakta olabileceğini, ancak bunun yeni 3B yapıların otomatik tasarımında ileriye doğru bir adım olduğunu söyledi.