Maži, rafinuoti DNR robotai, skirti minutėms, o ne dienoms

Ši DNR gijų „plokštuma“ yra 1000 kartų mažesnė už žmogaus plauko plotį. Paskola: Ohajo valstijos universitetas

Nauja programinė įranga leis jums sukurti sudėtingesnius įrenginius.

Mokslininkai mano, kad viena diena yra maža DNR:Pagrindiniai robotai ir kiti nano prietaisai pateks į narkotikus mūsų kūnuose, aptiks mirtinus patogenus ir padės gaminti vis mažiau elektronikos.

Mokslininkai žengė didelį žingsnį tos ateities link sukurdami naują įrankį, kuris gali sukurti kur kas sudėtingesnius DNR robotus – nanotechnologijas – nei buvo įmanoma per truputį laiko.

2021 m. Balandžio 19 d. Žurnale paskelbtame straipsnyje Gamtos medžiagosOhajo valstijos universiteto mokslininkai, vadovaujami buvusio inžinerijos doktoranto Chao-Min Huango, pristatė naują programinę įrangą pavadinimu „MagicDNA“.

Programa padeda mokslininkams sukurti mažas DNR sruogas, kurios sujungia rotorius, vyrius, kuriuos galima perkelti, ir atlieka įvairias užduotis, įskaitant vaistų pristatymą.

https://www.youtube.com/watch?v=kBhgsxU5ozw:
Šiame vaizdo įraše parodoma DNR nanotechnologija, sukurta atrodyti kaip judanti plokštuma. „Plokštuma“ yra 1000 kartų mažesnė už žmogaus plauko plotį. Paskola: Ohajo valstijos universitetas

Tyrėjai keletą metų tai darė lėtesniais instrumentais, varginančiais rankos žingsniais, sako Carlosas Castro, tyrimo bendraautorius, mechaninės aviacijos ir kosmoso inžinerijos docentas Ohajuje.

„Bet dabar nano prietaisai, kurių dizainas gali užtrukti kelias dienas, vis tiek užtruks tik kelias minutes“, – sakė Castro.

Ir dabar tyrėjai gali pagaminti kur kas tobulesnius, naudingesnius nano prietaisus.

„Anksčiau mes galėjome sukurti prietaisus, turinčius iki šešių atskirų komponentų, sujungti juos su jungtimis, vyriais ir bandyti priversti juos judėti kompleksiškai“, – sakė tyrimo bendraautorius Hay-suun Sun, mechaninės aviacijos profesorius. inžinerija Ohajuje.,

„Naudojant šią programinę įrangą nėra sunku pagaminti robotus ar kitus įrenginius su daugiau nei 20 komponentų, kuriuos būtų daug lengviau valdyti. “Tai didžiulis žingsnis į priekį mūsų gebėjime kurti nano įrenginius, galinčius atlikti sudėtingas užduotis, kurias norime atlikti”.

Roboto DNR nanotechnologija

Robotas įgyja nanotechnologiją su užsegimu, kuris gali surinkti mažesnius daiktus. Paskola: Ohajo valstijos universitetas

Mokslininkai tikisi, kad programinė įranga turi daugybę privalumų, kurie padės mokslininkams sukurti geresnius, naudingesnius nano prietaisus to, kad sutrumpėtų laikas iki jų naudojimo kasdien.

Vienas iš pranašumų yra tai, kad jis leidžia tyrėjams kurti tikrus 3D vaizdus. Anksčiau projektavimo įrankiai leido kurti tik 2D, privertė tyrinėtojus savo darbus atvaizduoti 3D formatu. Tai reiškė, kad dizaineriai negalėjo pernelyg apsunkinti savo prietaisų.

Programinė įranga taip pat leidžia dizaineriams sukurti DNR struktūras „iš apačios į viršų“ arba „iš viršaus į apačią“.

„Iš viršaus“ projektavimo metu tyrėjai paima atskiras DNR grandines ir nusprendžia, kaip jas išdėstyti į norimą struktūrą, leidžiant jiems geriau kontroliuoti vietinio įrenginio struktūrą ir savybes.

Bet jie taip pat gali taikyti metodą „iš viršaus į apačią“, spręsdami, kaip jų bendras prietaisas turi būti geometrinės formos, ir tada automatizuoja, kaip sujungiamos DNR grandinės.

Šių dviejų derinys leidžia padidinti visos geometrijos sudėtingumą, išlaikant tikslią atskirų komponentų savybių kontrolę.

Kitas svarbus programinės įrangos programinės įrangos elementas yra tai, kad ji leidžia jums modeliuoti, kaip realaus pasaulio DNR prietaisai judės ir veiks.

„Kai jūs darote šias struktūras sudėtingesnes, sunku nuspėti, kaip jos atrodys ir kaip elgsis“, – sakė Castro.

„Labai įmanoma modeliuoti, kaip iš tikrųjų veiks mūsų įrenginiai“, – sakė jis. Priešingu atveju mes eikvojame daug laiko “.

Demonstruodama programinės įrangos galimybes, bendraautorė, chemijos ir biomolekulių inžinerijos magistrantė Ohajuje, Angelica Kucinich, paskatino tyrėjus sukurti ir apibūdinti daugelį programinės įrangos sukurtų nanostruktūrų.

Kai kurie jų sukurti prietaisai buvo robotai su silpnomis nagomis, galintys pasiimti mažesnius daiktus, šimto nanometrų dydžio konstrukcija, panaši į lėktuvą („lėktuvas“, 1000 kartų mažesnis už žmogaus plaukų plotį).

Gebėjimas kurti sudėtingesnius įrenginius reiškia, kad jie gali atlikti daugiau naudingų dalykų, net kelias užduotis su vienu įrenginiu, sako Castro.

Pavyzdžiui, vienas dalykas yra DNR robotas, kuris po injekcijos į kraują gali aptikti konkretų patogeną.

„Tačiau įmantresnis prietaisas gali ne tik nustatyti, kad vyksta kažkas blogo, bet ir reaguoti išleisdamas narkotikus ar sulaikydamas patogeną“, – sakė jis.

“Mes norime sukurti robotus, kurie reaguotų į tam tikrą dirgiklį arba išjudintų tam tikrą kiaušinį”.

Castro teigė tikintis, kad „MagicDNA“ programa per ateinančius kelerius metus bus naudojama universitetuose ir kitose tyrimų laboratorijose. Tačiau ateityje jo naudojimas gali plėstis.

„Vis labiau domimasi DNR nanotechnologijomis“, – sakė jis. “Manau, kad per ateinančius 5-10 metų pradėsime matyti komercines DNR nano prietaisų programas. Mes optimistiškai vertiname, kad ši programinė įranga gali padėti.”

Nuoroda. Chao-Minas Huangas, Anjelica Kucinic, Joshua A. Johnsonas, Hai-Jun Su և Carlosas E. Castro „Integruota kompiuterių inžinerija DNA DNR rinkinių formavimas“, 2021 m. Balandžio 19 d. Gamtos medžiagos,

Straipsnio bendraautorius taip pat yra oshua Johnas Onsonas, turintis biofizikos mokslų daktaro laipsnį iš Ohajo.

Tyrimas buvo paremtas Nacionalinio mokslo fondo dotacijomis.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Prognozuojama, kad ateivių rūšių padaugės 36% iki 2050 m

Egipto žąsis (Alopochen aegyptiaca), kilusi iš Afrikos, o dabar įsikūrusi Vidurio ir Vakarų Europoje. Autorius: profesorius Timas Blackburnas, UCL Tikimasi, kad šio amžiaus viduryje...

Dėl hormoninių vaistų neproliferaciniai baltymai gali išplisti koronavirusą ir sustabdyti ID-19 vystymąsi

Hormonų tyrimai gali sukelti AD-19 ginklų paplitimą. Kreditas: „Getty Images“ Naujas „Penny Medical“ tyrimas parodo, kaip anti-androgenai trukdo pagrindiniams receptoriams, reikalingiems virusų invazijai į...

Nuostabus „slapto“ objektyvo projektavimo metodas, kurį naudojo „mikrobiologijos tėvas“, rastas po 300 metų

Tai Van Leeuwenhoek mikroskopas. Autoriai: Utrechto universitetas / Rijksmuseum Boerhaave / TU Delft Mikroskopas, kurį Antoni van Leeuwenhoek naudojo novatoriškiems tyrimams atlikti, turi nuostabų...

Joninės sijos sudaro glaudžiai sujungtas „Qubits“ grandines.

Jonų pluoštai gali suformuoti glaudžiai suporuotas kvantinių bitų (kubitų) grandines, pagrįstas deimantų „azoto neturinčiais„ spalvų centrais “, skirtus naudoti kvantinės skaičiavimo aparatinėje įrangoje. ...

Tyrėjai kuria 3D atspausdintą želę biomedicininėms medžiagoms, minkštai robotikai

Hidrogelio medžiaga gaunama iš skirtingo dydžio dumblių dalelių. Paskola Orlino slėnis, NC valstybinis universitetas Dėl stiprumo ir lankstumo hidrogeliai sujungia du fizinius kiaušinius...

Newsletter

Subscribe to stay updated.