DNA robotlarının kontrolü için yeni sistem geliştirildi

Bilim insanları, DNA robotlarını talimatla hareket ettirmek ve daha öncekinden hızlı hale getirmek için manyetik bir kontrol sistemi geliştirdi.

ABD'deki Ohio Eyalet Üniversitesinden Carlos Castro ve Ratnasingham Sooryakumar, kontrol sisteminin, prototip nano robot bileşenlerinin tepki süresini, birkaç dakikadan bir saniyeden daha az bir süreye indirdiğini belirtti.

Araştırmacılar, DNA merkezli moleküler makinelerin ilk kez doğrudan ve gerçek zamanlı kontrolünü sağladı.

Araştırma ekibi, daha önce fizik uzmanı Prof. Ratnasingham Sooryakumar'ın gen terapisi gibi biyomedikal uygulamalarda biyolojik hücreleri hareket ettirmek için geliştirdiği mikroskobik manyetik "cımbızları" kullandı.

Cımbızlar, hareket ettirmek istenilen hücreleri bükmek için senkronize hareket eden manyetik parçacık gruplarından oluşuyor.

Çıplak gözle görülemeyecek kadar küçük bu manyetik parçacıklar, yine de Castro'nun geliştirdiği nano makinelerin birinden daha büyük.

Araştırmacılar, DNA origami yöntemini kullanarak çubuk, döner miller ve menteşeler yaptı. Daha sonra, nanoskopik bileşenleri manyetik malzeme ile doldurulmuş polistirenden yapılmış minyatür boncuklara bağlamak için sert DNA kollarını kullandı.

Manyetik bir alan ayarlayan araştırmacılar, parçacıklara, bileşenlerini ileri geri hareket ettirme veya döndürme talimatı verebildiklerini tespit etti.

Bileşenler, talimat verilen hareketleri bir saniyeden daha kısa sürede gerçekleştirdi.

Bu sayede nano-mil, dönen bir manyetik alanın etkisinde sürekli kontrol altındaki bir hareketle sadece bir saniyede 360 derece dönmeyi başardı. Nano-menteşe de 0,4 saniyede kapatılabilir veya açılabilir hale geldi, aynı zamanda 8 derecelik bir hassasiyetle belirli açıda tutulabildi.

Castro, geleneksel yöntemlerle uygulandığında bu hareketlerin birkaç dakika sürebileceğine dikkati çekti.

Daha önce araştırmacılar, kimyasal tepkimeler başlatarak ya da DNA'yı yeniden yapılandıracak moleküller ekleyerek DNA'yı dolaylı olarak hareket ettirebiliyordu ancak bu süreç zaman alıyordu.

Castro, bu konuda şu değerlendirmede bulundu:

“Fabrikada, robotun işini yapmak için her bir adımda beşer dakika beklemek zorunda kaldığını düşünün. İşte DNA nano makinelerinin kontrolünde daha önceki yöntemler böyleydi. Manyetik yaklaşımımız gibi gerçek zamanlı manipülasyon yöntemleri, bilim adamlarının, DNA nano-cihazları ile etkileşime girme ve aynı zamanda doğrudan görsel geri bildirim ile gerçek zamanlı olarak bu nano-cihazlara bağlanabilen moleküller ve moleküler sistemlerle etkileşime girmesine imkan sağlıyor.”

Çalışma, "Nature Communications" dergisinde yayımlandı.