ساخت موتور مولکولي چرخنده با dna

[hengameh]

محققان يک ماشين ساده DNA طراحي کرده و ساخته‌اند که مي‌تواند به صورت پيوسته بچرخد.
نانوماشين‌هاي DNA يکي از عرصه‌هاي نويدبخش تحقيقات مربوط به نانوموتورها هستند.

اينها آرايش‌هاي سنتزي از DNA مي‌باشند که توسط يک محرک خارجي بين دو شکل مولکولي مختلف سوئيچ مي‌کنند. مي‌توان اين ماشين‌ها را با استفاده از عوامل مختلفي همچون تغييرات pH و اضافه کردن قطعات مولکولي ديگري مثل پروتئين‌ها و رشته‌هاي DNA کنترل کرد.

محققان يک ماشين ساده DNA طراحي کرده و ساخته‌اند که مي‌تواند به صورت پيوسته بچرخد. سرعت و جهت چرخش اين ماشين قابل کنترل بوده و از اين عملکرد به عنوان مثال مي‌توان در نقل و انتقالات مولکولي استفاده کرد. دانيل لوبريچ از محققان مرکز NanoCore در دانشگاه ملي سنگاپور مي‌گويد: «ماشين ما توسط يک ميدان الکتريکي خارجي به حرکت درمي‌آيد.

زماني که اين ميدان ميان چهار جهت نوسان مي‌کند، يک DNA چرخنده را که به يک محور DNA وصل شده است، به طور مکرر جهت‌دهي مي‌کند. محور DNA ميان يک سطح شيشه‌اي و يک دانه مغناطيسي ثابت نگهداشته مي‌شود.

بخش‌هاي تک‌رشته‌اي روي DNA محور همانند بلبرينگ عمل کرده و امکان چرخش آزاد در اطراف پيوندهاي مولکولي ميان بازهاي نوکئوتيدي را فراهم مي‌کند. بدين ترتيب امکان چرخش آزاد و پيوسته DNA چرخنده در اطراف محور، همزمان با تغيير جهت‌گيري آن با ميدان الکتريکي نوسان‌کننده ايجاد مي‌شود.

اين گروه تحقيقاتي براي ساخت نانوموتور خود از يک اليگونوکلئوتيد DNA به طول 30 نانومتر که هر دو سر آن تغيير داده شده بود، به عنوان محور موتور استفاده كردند. انتهاي 5' با digoxigenin NHS ester يا DIG و انتهاي 3' با بيوتين تغيير داده شده بود. اين کار امکان اتصال رشته DNA به سطح شيشه تغيير يافته با آنتي DIG و دانه مغناطيسي تغيير يافته با steptavidin را فراهم مي‌کند. بنابر گفته لوبريچ اين کار موجب مي‌شود نيروي ميان دانه‌هاي مغناطيسي و آهن‌رباها محور را کشيده و آن را محکم در جاي خود نگهدارد.

به گزارش ستاد ويژه توسعه فن‌اوري نانو، از آنجايي که اين چرخنده ميان دو بخش تک‌رشته‌اي کوتاه روي DNA محور به آن متصل شده است، اين تغيير جهت‌گيري موجب چرخش آن حول DNA محور خواهد شد.

سرعت و جهت چرخش اين DNA چرخنده را مي‌توان با تنظيم فرکانس نوسان ميدان و جهت آن کنترل کرد. جزئيات اين کار به صورت آنلاين در مجله Small منتشر شده است.