Saç telinden ince DNA robotları tasarlandı

Bilim insanları, minik DNA tabanlı robot ve nano aygıtların bedenimize ilaç vereceğine, ölümcül patojenlerin varlığını tespit edeceğine ve giderek daha küçük elektronikler üretmeye yardımcı olacağına inanıyor. Araştırmacılar, çok daha karmaşık DNA robotları ve nano aygıtlar tasarlayabilen yeni bir araç geliştirerek bu gayeye gerçek büyük bir adım attı.

Nature Materials mecmuasında geçtiğimiz günlerde yayımlanan bir makalede, saç telinden bile ince olan robot dizaynından bahsedildi. Ohio Eyalet Üniversitesinin mühendislik doktora öğrencisi Chao-Min Huang liderliğindeki araştırmacılar, MagicDNA ismini verdikleri yeni yazılımı sundu.

DNA robotları artık birkaç dakikada hazır!

Ohio Eyalet Üniversitesi Mekanik ve Havacılık Mühendisliğinde Doçent olarak vazife yapan makalenin ortak muharriri Dr. Carlos Castro, araştırmacıların, yazılımı birkaç yıldır manuel adımlarla yaptıklarını söyledi. Castro, bu yazılımla birlikte tasarlanması evvelce birkaç gün süren nano aygıtların artık yalnızca birkaç dakikayı aldığını belirtti. Böylelikle araştırmacılar, çok daha karmaşık ve kullanışlı nano aygıtlar ve DNA robotları yapabilir.

DNA üzerindeki çalışmalar artık daha kolay yapılabilir.

Ohio Eyalet Üniversitesi profesörlerinden Dr. Hai-Jun Su, “Önceden, yaklaşık altı başka bileşene sahip aygıtlar oluşturabilir ve bunları eklemler ve menteşelerle bağlayıp karmaşık hareketler gerçekleştirmelerini sağlamaya çalışabilirdik. Bu yazılımla, denetim edilmesi çok daha kolay olan 20’den fazla bileşene sahip robotları yahut öteki aygıtları yapmak sıkıntı değil.” dedi.

Yazılımın bir avantajı da araştırmacıların tüm tasarımı 3 boyutlu olarak yapabilmesi. Daha evvelki tasarım araçları, araştırmacıları dizaynlarını 3 boyutlu olarak haritalandırmaya zorlayarak, sırf 2 boyutlu dizayna müsaade veriyordu. Yani dizayncılar aygıtlarını ve DNA robotlarını fazla karmaşık hale getiremiyordu.

İnsan saçından bin kat daha küçük

Yazılım birebir vakitte tasarımcıların “aşağıdan yukarıya” yahut “yukarıdan aşağıya” DNA yapıları oluşturmasına da imkan tanıyor. “Aşağıdan yukarıya” dizaynda, araştırmacılar tek tek DNA zincirlerini alır ve bunları istedikleri yapı içinde nasıl organize edeceklerine karar verir. Bu da aygıt yapısı ve özellikleri üzerinde hassas denetim sağlar. DNA ipliklerinin nasıl bir ortaya getirileceğini otomatikleştiren “yukarıdan aşağıya” bir yaklaşım da benimseyebilirler.

Bilim insanları saç telinden daha küçük çapta nano aygıtların üretimi için yazılım geliştirdi.

Yazılımın bir öbür değerli ögesi, tasarlanan DNA robotlarının gerçek dünyada nasıl hareket edeceğine ve çalışacağına dair simülasyonlara imkan tanıması. Dr. Castro bu mevzuyu, “Cihazlarımızın gerçekte nasıl çalışacağını simüle edebilmek kritik kıymet taşıyor. Aksi takdirde, çok fazla vakit harcıyoruz.” halinde açıkladı.

Kimya ve biyomoleküler mühendisliği alanında doktora öğrencisi olan ortak muharrir Anjelica Kucinic, araştırmacılara yazılım tarafından tasarlanan birçok nanoyapı oluşturma ve karakterize etme konusunda öncülük etti. Oluşturdukları aygıtlardan kimileri, daha küçük objeleri alabilen pençeli robot kollara sahip bir uçağa benzeyen yüz nanometre boyutunda bir yapıydı. Bu aygıtlar insan saçının genişliğinden 1000 kat daha küçük.

Bu nano aygıtlar ile ilaç enjekte edilebilir

Dr. Castro, daha karmaşık nano aygıtlar yapabilmenin, tek bir aygıtla birden fazla misyonu gerçekleştirebilecekleri manasına geldiğini söyledi. Örneğin, kan sirkülasyonuna enjekte edildikten sonra muhakkak bir patojeni tespit edebilen DNA robotları geliştirilebilecek. Aygıt yalnızca bununla da hudutlu kalmaz, patojenleri yakalayabilir yahut ilaç enjekte edebilir.

DNA robotları ve nano aygıtlar için geliştirilen yazılımla sıhhat alanında yeni adımlar atılacak.

Dr. Castro, önümüzdeki birkaç yıl boyunca MagicDNA yazılımının üniversitelerde ve başka araştırma laboratuvarlarında kullanılmasını beklediğini söyledi. Yazılımın kullanımı gelecekte genişleyebilir.

Son olarak Dr. Castro, DNA nanoteknolojisine ticari ilginin giderek arttığını tabir ederek şöyle konuştu: “Önümüzdeki 5 ila 10 yıl içinde DNA nano aygıtların ticari uygulamalarını görmeye başlayacağımızı düşünüyorum.”