מדעני קלטק השתמשו ב-DNA כדי לשחק את משחק הטיק-טק-טוה הקטן ביותר בעולם

תוהים איזה בן משפחה שצובט בפרוטה יחלק את המתנות הקטנות ביותר בחג הזה? זה יהיה קשה לנצח את זה שחוקרי המכון הטכנולוגי של קליפורניה (Caltech) נתנו זה עתה לעולם - עם הגרסה הקטנה ביותר אי פעם של המשחק טיק-טק. לאחר שהשתמשו בעבר בהנדסה ביולוגית בקנה מידה ננו ליצור העתק של המונה ליזה האייקונית, השנה צוות Caltech פעל על ידי יצירת גרסה מבוססת DNA של משחק העט-ונייר האהוב על כולם.

"בננו-טכנולוגיה של DNA, נעשה שימוש נרחב בעקירה בין גדילי DNA קטנים כדי לשלוט בדינמיקה התנהגויות במעגלים מולקולריים ורובוטים", אמר פיליפ פטרסן, אחד החוקרים בפרויקט טרנדים דיגיטליים. "במחקר זה, המצאנו מנגנון חדש לתכנת תזוזה בין אריחי DNA גדולים, אשר פותח את האפשרות ליצור ננו-מכונות עם חלקים מורכבים אך ניתנים להגדרה מחדש."

לוח הטיק-טק של הצוות מורכב בהרכבה עצמית מתשעה אריחי אוריגמי DNA. לכל אריח יש "דבק" מיוחד בקצוות המאפשר לו להיצמד לאריחים השכנים הנכונים על הלוח. הדבקים עשויים מקבוצה של גדילי DNA הנקשרים זה לזה בדרכים ספציפיות. שחקנים מבצעים מהלך על ידי הוספת אריח אוריגמי DNA, שכותרתו "X" או "O", לתוך המבחנה המכילה את לוח המשחק. לכל שחקן יש תשעה אריחים עבור תשעה מהלכים אפשריים. לאחר מכן ניתן להשתמש באריחים האלה כדי להחליף את האריח הקודם כדי לתפוס את מיקומם על לוח המשחק.

היכולת לתכנת את המראה של האריחים הננומטריים האלה על ידי סידור מחדש של מולקולות ה-DNA היא די מרשימה. אבל מה שהופך את זה למרגש יותר הוא מה יכולה להיות המשמעות של הוכחת הרעיון הזה עבור עתיד הננוטכנולוגיה.

"מכונות מעשה ידי אדם בנויות לרוב מרכיבים מודולריים שניתן להחליף פנימה והחוצה בכל פעם שצריך." לולו צ'יאן, אמר לנו פרופסור עוזר לביו-הנדסה. "לדוגמה, כאשר באשכול מחשבים יש כשל בכונן הקשיח, ניתן להשתמש בדיסק להחלפה חמה כדי להחליף את התקלה ולתקן את הבעיה אפילו מבלי לכבות את המחשב. כאשר מצלמה דיגיטלית מתמלאת בתמונות במהלך נסיעה ארוכה, ניתן להחליף את כרטיס הזיכרון בקלות באחר... היכולת לבצע ביעילות להגדיר מחדש חלק מורכב של מכונה חשוב במגוון נסיבות, כולל תיקון, מילוי, שדרוג ושימוש מחדש בפונקציות של מכונות."

בעתיד, מכונות ננומטריות הבנויות ממולקולות יצטרכו להיות גם רכיבים מודולריים הניתנים להגדרה מחדש. כדי לאפשר זאת יהיה חיוני להבין כיצד לעשות זאת על ידי תכנות בהגדרה עצמית מחדש. הודות ל-Caltech, אנחנו צעד אחד קרוב יותר.

מאמר המתאר את המחקר היה פורסם לאחרונה בכתב העת Nature Communications.

שדרג את אורח החיים שלךמגמות דיגיטליות עוזרות לקוראים לעקוב אחר עולם הטכנולוגיה המהיר עם כל החדשות האחרונות, ביקורות מהנות על מוצרים, מאמרי מערכת מעוררי תובנות והצצות מיוחדות במינן.