Qian Lab: le plus petit tableau Tic-Tac-Toe au monde construit à partir de l'ADN
Vous vous demandez quel membre de la famille, le plus économe, distribuera les plus petits cadeaux pendant les fêtes? Il serait difficile de battre celui que les chercheurs du California Institute of Technology (Caltech) viennent de donner au monde – avec la plus petite version jamais conçue du jeu de tic-tac-toe. Ayant déjà utilisé la bio-ingénierie à l'échelle nanométrique pour créer une réplique de l'emblématique Mona Lisa, cette année, l'équipe Caltech a donné suite en créant une version basée sur l'ADN du jeu de stylo et de papier préféré de tous.
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« Dans la nanotechnologie de l'ADN, le déplacement entre les petits brins d'ADN a été largement utilisé pour contrôler la dynamique. comportements dans les circuits moléculaires et les robots », a déclaré Philip Petersen, l'un des chercheurs du projet. Tendances numériques. "Dans cette étude, nous avons inventé un nouveau mécanisme pour programmer le déplacement entre de grandes tuiles d'ADN, ce qui ouvre la possibilité de créer des nanomachines avec des pièces complexes mais reconfigurables."
Le tableau tic-tac-toe de l’équipe est auto-assemblé à partir de neuf tuiles origami ADN. Chaque tuile a une « colle » spéciale sur les bords qui lui permet de coller aux tuiles voisines droites du plateau. Les colles sont constituées d’un ensemble de brins d’ADN qui se lient les uns aux autres de manière spécifique. Les joueurs effectuent un mouvement en ajoutant une tuile origami ADN, étiquetée « X » ou « O », dans le tube à essai contenant le plateau de jeu. Chaque joueur dispose de neuf tuiles pour neuf mouvements possibles. Ces tuiles peuvent ensuite être utilisées pour échanger les tuiles précédentes pour occuper leur emplacement sur le plateau de jeu.
Être capable de programmer l’apparence de ces tuiles à l’échelle nanométrique en réorganisant les molécules d’ADN est vraiment impressionnant. Mais ce qui le rend encore plus passionnant, c’est ce que cette preuve de concept pourrait signifier pour l’avenir de la nanotechnologie.
« Les machines artificielles sont souvent construites à partir de composants modulaires qui peuvent être échangés chaque fois que nécessaire. » Lulu Qian, professeur adjoint de bio-ingénierie, nous a dit. « Par exemple, lorsqu'un cluster d'ordinateurs connaît une panne de disque dur, un disque remplaçable à chaud peut être utilisé pour remplacer celui en panne et résoudre le problème sans même éteindre l'ordinateur. Lorsqu'un appareil photo numérique est rempli de photos lors d'un long voyage, la carte mémoire peut être facilement remplacée par une autre… La capacité de gérer efficacement reconfigurer une partie complexe d'une machine est important dans diverses circonstances, notamment la réparation, le réapprovisionnement, la mise à niveau et la réaffectation des fonctions de la machine. Machines."
À l’avenir, les machines à l’échelle nanométrique construites à partir de molécules devront également disposer de composants modulaires reconfigurables. Pour que cela soit possible, il sera essentiel de comprendre comment procéder en programmant en auto-reconfiguration. Grâce à Caltech, nous faisons un pas de plus.
Un article décrivant la recherche a été récemment publié dans la revue Nature Communications.
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