مطالعه تازه‌ای نشان می‌دهد که رشته‌های DNA را می‌توان طی چند دقیقه به اشکال گوناگون در‌آورد. این یافته‌ها می‌تواند سرعت پیشرفت حوزه اوریگامی DNA را شدیدا افزایش دهد و تحولی در ساخت ماشین‌های نانومقیاس ایجاد نماید.

بیوتکنولوژی‌دانان قصد دارند تا از DNA، ماشین‌های نانومقیاس درست کنند اما تاکنون تنها اشکال ساده‌ای مانند لوله، جعبه یا مثلث ساخته‌اند زیرا این فرایندها طاقت‌فرسا و زمان‌بر هستند.

این روش‌ها از رشته‌های DNA برای نگهداری رشته‌های تاشده و طولانی‌تر در نقاط خاصی مانند نوارچسب استفاده می‌کنند. تاکنون، شکل‌دهی را با گرم‌سازی DNA و سپس سردسازی آهسته آن تا یک هفته انجام می‌شد.

اما اکنون این زمان به دقیقه تخفیف یافته است. هندریک دیتز (Hendrik Dietz) بیوفیزیکدانی در دانشگاه فنی مونیخ و همکارانش، DNA را با رنگ فلورسنت رنگ کردند و آن چه را در هنگام سردسازی و تا زدن رخ داد، تماشا کردند. با توقف واکنش در سطوح مختلف، آن‌ها می‌توانستند ببینند که تا خوردن و چسبیدن تا چه حدی پیش رفته است.

آن‌ها چیز عجیبی کشف کردند؛ دیتز می‌گوید: «معلوم شد که تقریبا در تمام بازه دمایی هیچ اتفاقی نمی‌افتد.» اما وقتی به دمای خاصی می‌رسیم، ناگهان کل ساختار شکل می‌گیرد. این نتایج در ساینس منتشر شده‌اند.

دیتز تا خوردن ۱۹ شکل گوناگون DNA مانند اشیا استوانه‌ای، آجرمانند و  چرخ‌دنده مانند را تحلیل کرد. تمام اشکال در بازه دمایی کوچکی بین ۴۵ تا ۶۰ درجه سانتی‌گراد تا می‌خوردند.

اشکال پیچیده‌تر

بعد از استخراج این‌که کدام دما با کدام شکل متناظر است، دیتز مخلوط‌های واکنشی DNA تانخورده را برای مدت چند دقیقه تحت این دماهای از پیش تعیین شده گذارد تا ببیند آیا به شکل مطلوب تا می‌خورند؛ با بازدهی بالایی همین‌طور بود.

متخصصان اوریگامی DNA از شتاب پیشرفت کارهای خود هیجان‌زده شده‌اند. ویلیام شیه (William Shih) که در دانشگاه هاروارد کار می‌کند و گروهش از کار دیتز منتفع شده‌ است، می‌گوید: «این کار زندگی ما را اندکی ساده‌تر می‌کند.» تا زدن آسان‌تر، سریع‌تر و کاراتر به اوریگامی DNA کمک می‌کند تا به ورای شکل‌های ساده‌ رود.

دیتز امید دارد که بتواند یافته‌های خود را برای ساخت مدلی رایانه‌ای استفاده کند که چگونگی ساخت دیگر اشیا DNA را پیش‌بینی نماید. او می‌گوید که خصلت اشیا با دمای تا خوردنشان همبستگی دارد – مثلا اشیایی که از رشته‌های طولانی‌تر ساخته‌ شده‌اند، در دمای بالاتری تا می‌خورند. دیتز قصد دارد تا نانوساختارهایی با دماهای تاخوردن بهینه نزدیک به ۳۷ درجه سانتی‌گراد بسازد؛ دمایی که سلول پستانداران در آن رشد می‌کند. به این ترتیب شاید بتوان روزی از ماشین‌های DNA در شرایط زیستی استفاده کرد.

منبع:

Fast DNA origami opens way for nanoscale machines

مرجع:

http://dx.doi.org/10.1126/science.1229919