Qian Lab: Världens minsta Tic-Tac-Toe-bräda byggd av DNA
Undrar du vilken familjemedlem som kommer att dela ut de minsta presenterna denna högtid? Det skulle vara svårt att slå den som forskare från California Institute of Technology (Caltech) just gav världen – med den minsta versionen av spelet någonsin. Har tidigare använt bioteknik i nanoskala för att skapa en kopia av den ikoniska Mona Lisa, i år har Caltech-teamet följt upp genom att skapa en DNA-baserad version av allas favoritspel för att slösa tid på penna och papper.
Rekommenderade videor
"Inom DNA-nanoteknik har förskjutning mellan små DNA-strängar använts i stor utsträckning för att kontrollera dynamiken beteenden i molekylära kretsar och robotar”, berättade Philip Petersen, en av forskarna i projektet Digitala trender. "I den här studien uppfann vi en ny mekanism för att programmera förskjutning mellan stora DNA-plattor, vilket öppnar för möjligheten att skapa nanomaskiner med komplexa men omkonfigurerbara delar."
Teamets tick-tac-toe-bräda är självmonterad av nio DNA-origamiplattor. Varje bricka har ett speciellt "lim" på kanterna som gör att den fastnar på de rätta intilliggande plattorna på brädan. Limen är gjorda av en uppsättning DNA-strängar som binder till varandra på specifika sätt. Spelare gör ett drag genom att lägga till en DNA-origamibricka, märkt antingen "X" eller "O", i provröret som innehåller spelplanen. Varje spelare har nio brickor för nio möjliga drag. Dessa brickor kan sedan användas för att byta ut tidigare brickor för att uppta deras plats på spelplanen.
Att kunna programmera utseendet på dessa plattor i nanoskala genom att ordna om DNA-molekyler är ganska imponerande. Men det som gör det mer spännande är vad detta proof of concept kan betyda för nanoteknikens framtid.
"Konstgjorda maskiner är ofta byggda av modulära komponenter som kan bytas in och ut närhelst det behövs." Lulu Qian, berättade biträdande professor i bioteknik för oss. "Till exempel, när ett datorkluster har ett hårddiskfel, kan en hot-swap-skiva användas för att ersätta den trasiga och åtgärda problemet utan att ens stänga av datorn. När en digitalkamera fylls på med foton under en lång resa kan minneskortet enkelt bytas ut mot ett annat... Möjligheten att effektivt att omkonfigurera en komplex del av en maskin är viktigt under en mängd olika omständigheter, inklusive reparation, påfyllning, uppgradering och återanvändning av funktionerna i maskiner.”
I framtiden kommer maskiner i nanoskala som är byggda av molekyler också behöva ha omkonfigurerbara modulära komponenter. För att göra detta möjligt kommer det att vara viktigt att ta reda på hur man gör detta genom att programmera i själv-omkonfiguration. Tack vare Caltech är vi ett steg närmare.
Ett papper som beskrev forskningen var nyligen publicerad i tidskriften Nature Communications.
Uppgradera din livsstilDigitala trender hjälper läsare att hålla koll på den snabba teknikvärlden med alla de senaste nyheterna, roliga produktrecensioner, insiktsfulla redaktioner och unika smygtittar.
