Qian Lab: 's werelds kleinste boter-kaas-en-eierenbord gebouwd op basis van DNA
Vraagt u zich af welk familielid deze feestdagen de kleinste cadeautjes uitdeelt? Het zou moeilijk zijn om het enige dat onderzoekers van het California Institute of Technology (Caltech) zojuist aan de wereld hebben gegeven te verslaan – met de kleinste versie ooit van het spel boter-kaas-en-eieren. Ik heb eerder bio-engineering op nanoschaal gebruikt maak een replica van de iconische Mona Lisa, dit jaar heeft het Caltech-team een vervolg gegeven door een op DNA gebaseerde versie te maken van ieders favoriete tijdverspillende pen-en-papierspel.
Aanbevolen video's
“In de DNA-nanotechnologie wordt verplaatsing tussen kleine DNA-strengen op grote schaal gebruikt om de dynamiek te controleren gedrag in moleculaire circuits en robots”, vertelde Philip Petersen, een van de onderzoekers van het project Digitale trends. "In deze studie hebben we een nieuw mechanisme uitgevonden om verplaatsing tussen grote DNA-tegels te programmeren, wat de mogelijkheid opent om nanomachines te creëren met complexe maar herconfigureerbare onderdelen."
Het boter-kaas-en-eierenbord van het team is zelf samengesteld uit negen DNA-origamitegels. Elke tegel heeft een speciale “lijm” aan de randen, waardoor hij aan de rechter aangrenzende tegels op het bord blijft kleven. De lijmen zijn gemaakt van een reeks DNA-strengen die op specifieke manieren aan elkaar binden. Spelers doen een zet door een DNA-origami-tegel, met het opschrift “X” of “O”, toe te voegen aan de reageerbuis met het speelbord. Elke speler heeft negen tegels voor negen mogelijke zetten. Deze tegels kunnen vervolgens worden gebruikt om de vorige tegel te verwisselen om hun locatie op het speelbord te bezetten.
Het is behoorlijk indrukwekkend om het uiterlijk van deze tegels op nanoschaal te kunnen programmeren door DNA-moleculen te herschikken. Maar wat het nog spannender maakt, is wat dit proof of concept zou kunnen betekenen voor de toekomst van nanotechnologie.
“Door de mens gemaakte machines zijn vaak opgebouwd uit modulaire componenten die wanneer nodig in en uit kunnen worden gewisseld,” Lulu Qian, vertelde universitair docent Bioengineering ons. “Wanneer een computercluster bijvoorbeeld een defecte harde schijf heeft, kan een hot-swap schijf worden gebruikt om de defecte schijf te vervangen en het probleem op te lossen zonder zelfs maar de computer uit te zetten. Wanneer een digitale camera tijdens een lange reis vol zit met foto's, kan de geheugenkaart eenvoudig worden verwisseld met een andere... De mogelijkheid om efficiënt Het opnieuw configureren van een complex onderdeel van een machine is belangrijk onder verschillende omstandigheden, waaronder het repareren, aanvullen, upgraden en hergebruiken van de functies van de machine. machines.”
In de toekomst zullen machines op nanoschaal, opgebouwd uit moleculen, ook herconfigureerbare modulaire componenten moeten hebben. Om dit mogelijk te maken is het essentieel om uit te zoeken hoe je dit kunt doen door zelfherconfiguratie te programmeren. Dankzij Caltech zijn we een stap dichterbij.
Er was een artikel waarin het onderzoek werd beschreven onlangs gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.
Upgrade uw levensstijlMet Digital Trends kunnen lezers de snelle technische wereld in de gaten houden met het laatste nieuws, leuke productrecensies, inzichtelijke redactionele artikelen en unieke sneak peeks.
