استخدم علماء معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا الحمض النووي للعب أصغر لعبة في العالم من تيك تاك تو

هل تتساءل عن أي فرد من أفراد العائلة سيقدم أصغر الهدايا في هذه العطلة؟ سيكون من الصعب التغلب على النسخة الوحيدة التي قدمها باحثو معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) للعالم، وهي أصغر نسخة على الإطلاق من لعبة tic-tac-toe. بعد أن استخدمت سابقًا الهندسة الحيوية النانوية لتحقيق ذلك إنشاء نسخة طبق الأصل من لوحة الموناليزا الشهيرة، تابع فريق معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا هذا العام من خلال إنشاء نسخة تعتمد على الحمض النووي للعبة القلم والورقة المفضلة لدى الجميع والمفضلة لإضاعة الوقت.

"في تكنولوجيا النانو للحمض النووي، تم استخدام الإزاحة بين خيوط الحمض النووي الصغيرة على نطاق واسع للتحكم في الديناميكية وقال فيليب بيترسن، أحد الباحثين في المشروع، "السلوكيات في الدوائر الجزيئية والروبوتات". الاتجاهات الرقمية. "في هذه الدراسة، اخترعنا آلية جديدة لبرمجة الإزاحة بين بلاطات الحمض النووي الكبيرة، مما يفتح إمكانية إنشاء آلات نانوية بأجزاء معقدة ولكن قابلة لإعادة التشكيل."

تم تجميع لوحة tic-tac-toe الخاصة بالفريق ذاتيًا من تسعة قطع من قطع DNA الورقية. تحتوي كل بلاطة على "غراء" خاص على الحواف مما يسمح لها بالالتصاق بالبلاطات المجاورة اليمنى على اللوحة. تتكون المواد اللاصقة من مجموعة من خيوط الحمض النووي التي ترتبط ببعضها البعض بطرق محددة. يقوم اللاعبون بالتحرك عن طريق إضافة قطعة أوريغامي من الحمض النووي، تحمل علامة "X" أو "O"، في أنبوب الاختبار الذي يحتوي على لوحة اللعبة. كل لاعب لديه تسعة قطع لتسع حركات محتملة. يمكن بعد ذلك استخدام هذه المربعات لتبديل المربعات السابقة لتشغل موقعها على لوحة اللعبة.

إن القدرة على برمجة مظهر هذه البلاطات النانوية عن طريق إعادة ترتيب جزيئات الحمض النووي أمر مثير للإعجاب للغاية. ولكن ما يجعل الأمر أكثر إثارة هو ما يمكن أن يعنيه إثبات المفهوم لمستقبل تكنولوجيا النانو.

"غالبًا ما تُبنى الآلات التي يصنعها الإنسان من مكونات معيارية يمكن تبديلها وإدخالها عند الضرورة" لولو تشيانأخبرنا أستاذ مساعد في الهندسة الحيوية. "على سبيل المثال، عندما تتعرض مجموعة أجهزة الكمبيوتر لعطل في القرص الصلب، يمكن استخدام قرص التبديل السريع لاستبدال القرص المعطل وإصلاح المشكلة دون إيقاف تشغيل الكمبيوتر. عندما تمتلئ الكاميرا الرقمية بالصور أثناء رحلة طويلة، يمكن تبديل بطاقة الذاكرة بسهولة ببطاقة أخرى... القدرة على العمل بكفاءة تعد إعادة تكوين جزء معقد من الجهاز أمرًا مهمًا في ظل مجموعة متنوعة من الظروف، بما في ذلك إصلاح وظائف الجهاز وتجديده وترقيته وإعادة توظيفه الآلات."

في المستقبل، ستحتاج الآلات النانوية المبنية من الجزيئات أيضًا إلى مكونات معيارية قابلة لإعادة التشكيل. ولجعل هذا ممكنًا، سيكون من الضروري معرفة كيفية القيام بذلك عن طريق البرمجة في إعادة التشكيل الذاتي. بفضل معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، نحن على بعد خطوة واحدة.

وكانت ورقة تصف البحث نُشرت مؤخرًا في مجلة Nature Communications.

ترقية نمط حياتكتساعد الاتجاهات الرقمية القراء على متابعة عالم التكنولوجيا سريع الخطى من خلال أحدث الأخبار ومراجعات المنتجات الممتعة والمقالات الافتتاحية الثاقبة ونظرات خاطفة فريدة من نوعها.