Samopowielające się materiały

Naukowcy z Uniwersytetu Nowojorskiego stworzyli sztuczne struktury, które podlegają samoreplikacji

Badacze używali krótkich nici kwasu DNA, który w żywych komórkach odpowiada za kodowanie białek, organizowanie ich w struktury budujące cały organizm i oczywiście sam podlega samopowielaniu. Jednak na potrzeby badania opisanego w dzisiejszym numerze "Nature", naukowcy opracowali całkowicie nowy, sztuczny system samoreplikacji. W przyrodzie DNA używa kodu składającego się z zaledwie czterech "liter" - zasad azotowych. Kod opisany w "Nature" jest znacznie bardziej złożony dzięki temu, że za podstawową jednostkę przyjęto układ trzech podwójnych helis DNA. "Liter" w takim kodzie może być całe mnóstwo.

Z nasion zaprojektowanych przez naukowców w roztworze tworzą się pokolenia "córek", a potem "wnuczek" - identycznych cząsteczek o określonym układzie "liter". Proces opisany w pracy jest dość skomplikowany, bo wymaga wielu cykli podgrzewania i chłodzenia roztworu. Dzięki temu naukowcy mogli się upewnić, że wszystko przebiega zgodnie z ich zamierzeniami. Teraz planują skrócić i uprościć przebieg każdego cyklu namnażania się materiału.

- To pierwszy krok w projekcie stworzenia sztucznych samo powielających się materiałów o dowolnie wybranym składzie i właściwościach - wyjaśnia profesor Paul Chaikin, jeden z autorów pracy.- Następnym wyzwaniem będzie zaprojektowanie procesu, w którym samoreplikacja zachodzi nie tylko dla kilku następujących po sobie pokoleń, ale trwa na tyle długo, by zaobserwować wzrost wykładniczy ilości wyprodukowanego w ten sposób materiału.

DNA jest chętnie używane w nanotechnologii do różnych celów. Poza oczywistymi, biotechnologicznymi i medycznymi zastosowaniami, naukowcom udało się także budować za pośrednictwem DNA substancje nieorganiczne, np. maleńkie kompleksy metalowe.

Na ilustracjach natomiast są opublikowane niedawno w "Science" przykłady efektownego "origami" - struktur, które naukowcy potrafią projektować i produkować z nitek kwasu dezoksyrybonukleinowego.

Taki potencjał drzemiący w DNA, połączony z możliwością precyzyjnie wyreżyserowanej samoreplikacji, przybliża nanotechnologię do uruchomienia produkcji całkowicie sztucznych organizmów - nanomaszyn, które będą mnożyć się jak bakterie i niezmordowanie, ale dyskretnie wykonywać powierzone im zadania.

Aż się wymkną spod kontroli, ale to już inna historia.

Artwork designed and created by Dongran Han
Więcej o: