Các cấu trúc 3D lớn được xây dựng từ gạch DNA giống Lego
Thứ hai, 27-10-2014 | 08:42:40
|
Các khối xây dựng rất giống DNA của con người chúng ta đã được lập trình thành công để hình thành nên 32 cấu trúc tinh thể có hình dạng khác nhau. Các cấu trúc này có độ sâu được xác định chuẩn xác và nhiều đặc điểm kích thước nano phức tạp, do đó, đặt nền tảng xa hơn cho việc sử dụng DNA để cách mạng hóa công nghệ nano.
Tin mới đến từ Học viện kỹ thuật lấy cảm từ sinh học Wyss của Harvard. Viện này trước đây đã phát triển một phương pháp tự lắp ráp gạch DNA để tạo ra hơn 100 các cấu trúc nano 3D phức tạp kích thước bằng virus. Công trình trước đó đã đặt nền móng cho việc tạo ra các tinh thể DNA mới vốn lớn hơn 1000 lần so với các cấu trúc gạch DNA cũ, đủ lớn để so sánh được với một hạt bụi.
Kỹ thuật được mô hình hóa theo cách các viên gạch Lego đan vào nhau để tạo thành những cấu trúc phức tạp. Điều này có được nhờ nguyên tắc cơ bản của pha trộn DNA: trong khi hình thành các cặp bazơ, nucleobazơ A chỉ gắn với T trong C chỉ gắn với G. Kết hợp nhiều bazơ, xoay hướng mỗi cặp 40 độ, bạn sẽ có một viên gạch DNA.
Để xây dựng các tinh thể DNA lớn, những viên gạch phỏng hình lập phương với kích thước 6 chuỗi xoắn kép x 6 chuỗi xoắn kép x 24 bazơ được lựa chọn để gắn với các bề mặt của những viên gạch phỏng lập phương khác. Họ đã thiết kế 4 nhóm tinh thể: tinh thể Z và tinh thể X 1 chiều vốn mở rộng trục z và x tương ứng cùng với các tinh thể ZX và tinh thể ZY 2 chiều.
Bằng cách kết hợp gạch theo các hình mẫu khác nhau, chúng có thể hình thành một loạt các tinh thể phân biệt đủ thể loại, với thiết kế module trên đơn giản trên máy tính, sau đó là tự lắp ráp trên phần sợi DNA cho phép độ chuẩn xác lớn và tiềm năng gần như vô hạn ở kích thước lên đến 80 nano mét.
Hơn nữa kỹ thuật có thể cho phép mở rộng qui mô sản xuất của các công nghệ mới và mới nổi như máy tính lượng tử. Nhóm đã chứng minh được rằng các tinh thể DNA tự lắp ráp làm từ gạch này có thể chứa các hạt vàng nano được chèn vào các khe cách nhau chưa tới 2 nano mét dọc theo cấu trúc tinh thể, một thành tựu quan trọng với kết nối plasmon mạnh, điều khiến kỹ thuật hữu ích trong các thiết bị quang điện như tế bào mặt trời.
Các nhà nghiên cứu dự đoán các tinh thể DNA này cũng có thể chứng minh được sự hữu ích trong việc phát triển các mạch vô cơ linh hoạt hơn và các công nghệ kích thước nano khác. Kỹ thuật cũng có thể hỗ trợ tinh thể học protein vốn nghiên cứu cấu trúc protein ở cấp độ nguyên tử cho các ứng dụng trong công nghệ sinh học, y dược và lĩnh vực sinh học cấu trúc hàn lâm.
“Công nghệ nano DNA hiện tại có thể giúp chúng ta lắp ráp theo cách lập trình được các cấu trúc định trước sánh ngang sự phức tạp của nhiều cỗ máy phân tử chúng ta thấy trong tự nhiên”, đồng tác giả nghiên cứu khẳng định.
L.H - Dostdongnai, theo Gizmag. |
Trở lại In Số lần xem: 3458 |
[ Tin tức liên quan ]___________________________________________________
|