Qian Lab: o menor tabuleiro Tic-Tac-Toe do mundo construído a partir de DNA
Quer saber qual membro da família que economiza dinheiro distribuirá os menores presentes neste feriado? Seria difícil vencer aquele que os pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) acabaram de dar ao mundo – com a menor versão do jogo da velha de todos os tempos. Tendo usado anteriormente a bioengenharia em nanoescala para crie uma réplica da icônica Mona Lisa, este ano, a equipe da Caltech continuou criando uma versão baseada em DNA do jogo de caneta e papel favorito de todos, que desperdiça tempo.
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“Na nanotecnologia do DNA, o deslocamento entre pequenas cadeias de DNA tem sido amplamente utilizado para controlar comportamentos em circuitos moleculares e robôs”, disse Philip Petersen, um dos pesquisadores do projeto. Tendências Digitais. “Neste estudo, inventamos um novo mecanismo para programar o deslocamento entre grandes blocos de DNA, o que abre a possibilidade de criar nanomáquinas com peças complexas, mas reconfiguráveis.”
O tabuleiro do jogo da velha da equipe é automontado a partir de nove peças de origami de DNA. Cada peça tem uma “cola” especial nas bordas que permite que ela grude nas peças vizinhas certas no tabuleiro. As colas são feitas de um conjunto de fitas de DNA que se ligam umas às outras de maneiras específicas. Os jogadores fazem um movimento adicionando uma peça de origami de DNA, rotulada como “X” ou “O”, no tubo de ensaio que contém o tabuleiro de jogo. Cada jogador tem nove peças para nove movimentos possíveis. Essas peças podem então ser usadas para trocar as peças anteriores para ocupar sua localização no tabuleiro de jogo.
Ser capaz de programar a aparência desses blocos em nanoescala reorganizando as moléculas de DNA é bastante impressionante. Mas o que torna tudo mais emocionante é o que esta prova de conceito pode significar para o futuro da nanotecnologia.
“As máquinas feitas pelo homem são muitas vezes construídas a partir de componentes modulares que podem ser trocados sempre que necessário”, Lulu Qian, Professor Assistente de Bioengenharia, nos contou. “Por exemplo, quando um cluster de computador apresenta uma falha no disco rígido, um disco hot-swap pode ser usado para substituir o disco quebrado e corrigir o problema, mesmo sem desligar o computador. Quando uma câmera digital fica lotada de fotos durante uma viagem longa, o cartão de memória pode ser facilmente trocado por outro... A capacidade de reconfigurar uma parte complexa de uma máquina é importante em diversas circunstâncias, incluindo reparar, reabastecer, atualizar e reaproveitar as funções do máquinas.”
No futuro, as máquinas em nanoescala construídas a partir de moléculas também precisarão ter componentes modulares reconfiguráveis. Para que isso seja possível será essencial descobrir como fazer isso programando em auto-reconfiguração. Graças ao Caltech, estamos um passo mais perto.
Um artigo descrevendo a pesquisa foi publicado recentemente na revista Nature Communications.
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