المجموعات

طور فريق من الباحثين بنى نانوية ذاتية الشفاء من الحمض النووي

طور فريق من الباحثين بنى نانوية ذاتية الشفاء من الحمض النووي

تمكن فريق من الباحثين من تطوير هياكل نانوية للحمض النووي تتمتع بقدرة مذهلة على إصلاح نفسها في مصل الدم. الهياكل النانوية للحمض النووي هي أشياء مثيرة للاهتمام ويمكن ، يومًا ما ، استخدامها لبناء أشياء مثل أجهزة كمبيوتر الحمض النووي أو لها تطبيقات في الطب النانوي في المستقبل.

يمكن العثور على التقرير في مجلة ACS رسائل نانو.

ذات صلة: ما هو حساب الحمض النووي ، وكيف يعمل ، ولماذا هذه صفقة كبيرة

ما هي البنى النانوية للحمض النووي؟

الهياكل النانوية للحمض النووي هي هياكل صغيرة ، مثل الأنابيب أو الأشكال المستوحاة من الأوريغامي ، مصنوعة بالكامل من الحمض النووي. يمكن أن يكون لهذه الهياكل المذهلة تطبيقات مهمة من أجهزة الكمبيوتر القائمة على الحمض النووي إلى الطب النانوي.

قد يكون هذا ثوريًا بشكل خاص للحوسبة لأن الترانزستورات التقليدية عرضة لتسرب التيار الكهربائي كلما صغر حجمها. يمكن للأنظمة القائمة على الحمض النووي أن توفر طريقة للتغلب على قيود الترانزستورات الأصغر في المستقبل.

في الطب ، يمكن أن تكون البنى النانوية ثورية أيضًا. يمكن لأطباء المستقبل إدخال بنى نانوية للحمض النووي للمريض للمساعدة في تشخيص الأمراض أو تقديم الأدوية ، من بين أشياء أخرى كثيرة.

لكن لديهم كعب أخيل كبير. تميل الهياكل النانوية للحمض النووي إلى أن تكون قصيرة العمر بطبيعتها ، خاصة في البيئات البيولوجية.

هذا لأنهم ، كونهم DNA ، معرضون بشدة للتحلل من الإنزيمات المسماة nucleases. لكن يبدو أن فريقًا بحثيًا قد وجد طريقة محتملة لجعلها تصلح نفسها في مصل الدم.

ماذا اكتشف الباحثون؟

كما رأينا ، تمتلك الهياكل النانوية للحمض النووي الكثير من الإمكانات ، لكن قابليتها للتأثر بالنوكليازات هي مشكلة خطيرة يجب التغلب عليها. لكي تكون لهم أي فائدة حقيقية في المستقبل ، فإن طريقة حمايتهم أو تمكينهم من إصلاح أي ضرر له أهمية حيوية.

وقد تم بالفعل بعض العمل. تم تطوير طرق التخفيف باستخدام عدة طرق لتحقيق الاستقرار في الهياكل في مصل الدم من خلال التعديل الكيميائي أو طلاء الحمض النووي.

لكن هذه الأساليب الحالية لتثبيت الهياكل النانوية للحمض النووي تستغرق وقتًا طويلاً ، والأهم من ذلك أنها باهظة الثمن. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أي تعديلات من هذا النوع تتعرض أيضًا لخطر التأثير على التوافق الحيوي للبنى النانوية والوظيفة المقصودة.

قاد هذا الباحثين بما في ذلك يي لي وريبيكا شولمان ، إلى الرغبة في تطوير عملية إصلاح ذاتي يمكن أن تطيل بشكل كبير عمر الهياكل النانوية للحمض النووي.

كان الباحثون قادرين على تصميم أنابيب نانوية للحمض النووي يمكنها ، بشكل مدهش ، أن تتجمع ذاتيًا من "بلاطات" DNA أصغر حجمًا ، يسمى. ومع ذلك ، فإن هذه الهياكل ، في مصل الدم عند درجة حرارة الجسم ، تتلاشى من الداخل 24 ساعة.

ولكن الأهم من ذلك ، عندما أضاف الباحثون "بلاطات" حمض نووي إضافية إلى المصل ، بدت لبنات البناء لإصلاح الهياكل التالفة. وقد مكن هذا الهياكل النانوية من إطالة عمرها بما يصل إلى 96 ساعة.

قام الباحثون بتسمية الأنابيب النانوية الأصلية ، و "بلاط" الحمض النووي ، بأصباغ فلورية مختلفة الألوان. باستخدام هذه التقنية ، وجدوا أن "بلاطات" الحمض النووي الإضافية قد أصلحت بالفعل الهياكل المتدهورة عن طريق استبدال الأجزاء التالفة من الهياكل والانضمام عند نهايات الأنابيب النانوية.

طور الباحثون نموذجًا حاسوبيًا للعملية أشار إلى أنه يمكن الحفاظ على الهياكل النانوية للحمض النووي لأشهر أو أكثر باستخدام طريقة الشفاء الذاتي.

يمكنك قراءة الملخص الكامل للورقة على موقع منشورات ACS هنا. تم تمويل الورقة جزئياً من قبل وكالة مشاريع البحوث الدفاعية المتقدمة.


شاهد الفيديو: دورة تخصصية في علوم النانوتكنولوجي تطبيقات تصنيع المواد النانوية - المحاضرة الاولى (شهر نوفمبر 2021).