Site Sponsors
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions

Νέα Λύση Προσομοίωση λύνει το πρόβλημά στο DNA αυτο-συναρμολόγηση Τεχνολογία

Published on October 29, 2010 at 2:29 AM

Ερευνητές από το North Carolina State University έχουν βρει έναν τρόπο για τη βελτιστοποίηση της ανάπτυξης των υλικών του DNA αυτο-συναρμολόγηση, τα οποία υπόσχονται για τις τεχνολογίες που κυμαίνονται από την παράδοση των ναρκωτικών σε μοριακό αισθητήρες.

Το κλειδί για την εκ των προτέρων είναι η ανακάλυψη του «Goldilocks» μήκους για κλώνους του DNA που χρησιμοποιούνται σε αυτο-οργάνωσης - δεν είναι πολύ καιρό, όχι πολύ κοντά, αλλά μόνο δικαίωμα.

Αυτή η εικόνα είναι ένα στιγμιότυπο προσομοίωση της μοριακής δυναμικής του κλώνους του DNA.

Σκέλη του DNA περιέχουν γενετικές κωδικοποίησης, το οποίο θα σχηματίσουν δεσμούς με μια άλλη πτυχή που περιέχει μια μοναδική ακολουθία συμπληρωματικά γονίδια. Με επίστρωση ένα υλικό με ένα συγκεκριμένο στρώμα του DNA, το υλικό αυτό στη συνέχεια θα αναζητήσουν και δεσμό με τον ομόλογό της, συμπληρωματικά. Η έννοια αυτή, γνωστή ως DNA υποβοηθούμενης αυτο-οργάνωσης, δημιουργεί σημαντικές ευκαιρίες στην βιοϊατρική και τα υλικά τους τομείς της επιστήμης, διότι μπορεί να επιτρέψει τη δημιουργία αυτοσυνθέσιμα υλικά με ποικίλες εφαρμογές.

Αλλά, ενώ το DNA αυτο-οργάνωσης της τεχνολογίας δεν είναι μια νέα ιδέα, που αντιμετώπισε ιστορικά κάποια σημαντικά εμπόδια. Ένα από τα εμπόδια αυτά είναι ότι τα τμήματα του DNA που είναι πάρα πολύ μικρή συχνά απέτυχε να αυτο-συναρμολόγηση, ενώ τα τμήματα που είναι πάρα πολύ συχνά οδήγησαν στη δημιουργία των παραμορφωμένων υλικών. Αυτό το εμπόδιο μπορεί να οδηγήσει σε βασικά προβλήματα της μεταποίησης, καθώς και σημαντικές αλλαγές στις ιδιότητες του ίδιου του υλικού.

Μια ομάδα ερευνητών από το NC μέλος και το Πανεπιστήμιο της Μελβούρνης έχει προτείνει μια λύση στο πρόβλημα αυτό, χρησιμοποιώντας προσομοιώσεις σε υπολογιστή των κλώνων DNA για να προσδιορίσουν την καταλληλότερη μήκος ενός σκέλους DNA για την αυτο-συναρμολόγηση - και να εξηγήσει τις επιστημονικές αρχές πίσω από αυτό.

«Σκέλη που είναι πάρα πολύ μικρό ή μεγάλο μορφή αυτο-προστατεύεται μοτίβα», λέει ο Δρ Yara Yingling, βοηθός καθηγητής της Επιστήμης και Τεχνολογίας Υλικών σε NC μέλος και συν-συγγραφέας του ένα έγγραφο που περιγράφει την έρευνα. Αυτό σημαίνει ότι το ομόλογο σκέλη το ένα στο άλλο, παρά να «εταίρος» υλικά.

«Η βέλτιστη μήκη δεν είναι αρκετά για να συμπλέκονται μεταξύ τους, και δεν είναι αρκετά μικρή για να φορές πάνω από τον εαυτό τους», εξηγεί ο Yingling. Αυτό αφήνει εκτεθειμένες, καθώς και στη διάθεση των ομολόγων με τα υλικά σε ένα άλλο στρώμα - η τέλεια κατάσταση για το DNA αυτο-οργάνωσης.

Μια πιθανή εφαρμογή των εν λόγω αυτοσυνθέσιμα υλικά είναι η ανάπτυξη των ναρκωτικών παράδοσης οχημάτων. Για παράδειγμα, ερευνητές του Πανεπιστημίου της Μελβούρνης έχουν δημιουργήσει αυτοσυνθέσιμα κάψουλες DNA, που είναι πλήρως βιοσυμβατά, τα βιοαποδομήσιμα και ικανή να απελευθερώνει το φάρμακο όταν έρχονται σε επαφή με ένα συγκεκριμένο φυσικό ερέθισμα - καθιστώντας τα ιδανικά για την παράδοση των ναρκωτικών.

DNA αυτο-οργάνωσης της τεχνολογίας αναμένεται επίσης να διευκολύνει τη δημιουργία των μοριακών αισθητήρων που χρησιμοποιούν DNA για την ανίχνευση, και σηματοδοτούν την παρουσία του, κλινικά σημαντικές βιολογικά μόρια - που θα μπορούσε να έχει σημαντικές διαγνωστικές εφαρμογές στον ιατρικό τομέα.

"Είμαστε τώρα σχεδιάζει να διερευνήσουν και άλλους παράγοντες που παίζουν ρόλο στο DNA αυτο-οργάνωσης», Yingling λέει, "συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, η γενετική αλληλουχία και το περιβάλλον στο οποίο η συνέλευση λαμβάνει χώρα."

Πηγή: http://www.ncsu.edu/

Last Update: 3. October 2011 08:38

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit