Softver koji u nekoliko minuta od DNK niti slaže složene strukture

Novi softver koji su osmislili istraživači s Ohio Statea omogućit će stvaranje svestranih DNK nanouređaja, sposobnih za izvođenje različitih operacija istovremeno

Mladen Smrekar četvrtak, 22. travnja 2021. u 05:05

Jednog dana, vjeruju znanstvenici, sićušni roboti zasnovani na DNK i drugi nanouređaji unosit će lijekove u naša tijela, otkrivati prisutnost smrtonosnih patogena i pomagati u izradi sve manjih elektronskih uređaja. Istraživači su napravili velik iskorak prema toj budućnosti razvijanjem novog alata koji može dizajnirati mnogo složenije DNK robote i nanouređaje no ikad prije, u nikad kraćem vremenu. 

Softver za slaganje nanouređaja 

U radu objavljenom u časopisu Nature Materials, istraživači sa Sveučilišta Ohio predstavili su novi softver koji su nazvali MagicDNA. Ovaj softver pomaže istraživačima da izdvoje sitne niti DNK i kombiniraju ih u složene strukture s dijelovima koji se mogu pomicati i obavljati razne zadatke, uključujući isporuku lijekova.

Istraživači to rade već niz godina, korak po korak, sa sporijim alatima, kaže Carlos Castro, koautor studije i izvanredni profesor na Sveučilištu Ohio State. No dok su nekad nanouređajima za to trebali dani, sad se sve obavi u samo nekoliko minuta.

Robotska nanoručica s hvataljkom koja može podizati sićušne predmete (Ohio State University)
Robotska nanoručica s hvataljkom koja može podizati sićušne predmete (Ohio State University)

To omogućuje i izradu sve složenijih nanouređaja. Sve donedavno spajali bi nekoliko pojedinih komponenti i pokušavali ih nagnati da izvode složene pokrete. S ovim softverom nije teško napraviti robote i razne druge nanouređaje s više od 20 lako upravljivih komponenti.

Izrada u 3D tehnici

MagicDNA omogućuje istraživačima da cjelokupan dizajn izvode u 3D tehnici. Raniji alati dopuštali su izradu samo u 2D, što je pak ograničavalo složenost uređaja. Softver također omogućuje izgradnju DNK strukture "odozdo prema gore" ili "odozgo prema dolje".

U dizajnu "odozdo prema gore", istraživači uzimaju pojedinačne niti DNK i odlučuju kako ih organizirati u strukturu koju žele. A to omogućuje finu kontrolu nad strukturom i svojstvima lokalnih uređaja. Pristupom "od vrha prema dolje" dizajneri odlučuju o geometrijskom oblikovanju uređaja, nakon čega se DNK lanci sastavljaju automatiziranim radnjama.

Kombinacija ovih postupaka omogućuje veću složenost cjelokupne geometrije i zadržava preciznu kontrolu nad svojstvima pojedinih komponenti. Uz to, ovaj softver omogućuje simulacije kako bi se dizajnirani DNK uređaji kretali i radili u stvarnom svijetu.

"Kako ove strukture činite složenijima, sve je teže predvidjeti kako će točno izgledati i kako će se ponašati. Presudno je moći simulirati kako će uređaji zapravo raditi. Inače se gubi previše vremena", objašnjava Castro.

Izrada složenih nanouređaja

Neki od uređaja koje su izradili istraživači Sveučilišta Ohio State predvođeni doktorandicom Anjelicom Kucinic, uključuju robotske ruke s "kandžama" koje mogu pokupiti manje predmete i stotinjak nanometara velike strukture koje izgledaju poput zrakoplova, doduše tisuću puta manjeg od širine ljudske kose.

Sposobnost izrade složenijih nanouređaja znači da bi se mogle izrađivati razne korisnije stvari i s jednim uređajem obavljati više zadataka. Znači, umjesto da imate DNK robota koji nakon ubrizgavanja u krvotok može otkriti određeni patogen, on ne samo da će otkriti da se nešto loše događa, nego će odmah i reagirati puštanjem lijeka ili hvatanjem patogena.

Istraživači očekuju da će se sljedećih godina softver MagicDNA koristiti na sveučilištima i u raznim istraživačkim laboratorijima. Ali njegova bi se upotreba mogla proširiti u budućnosti. Zanimanje za DNA nanotehnologiju stalno raste i ovaj bi softver mogao pomoći u bržoj komercijalnoj primjeni različitih DNK nanouređaja, vjeruje ekipa s Ohio Statea. 

📢 Uštedi do 30%

TOP!

Logitech

Vrhunska Logitech periferija nezaobilazan je dodatak za tvoj radni stol.

Kupi

📢 Uštedi 800 kn

TOP!

HUAWEI MateView GT

27" monitor sa zakrivljenim zaslonom i velikom brzinom osvježavanja savršen je za učenje, igranje i rad.

2.199 kn 2.999 kn Kupi

📢 Besplatna dostava

TOP!

DELL

DELL Vostro 3510 s Core i7 procesorom, 16GB RAM-a te 15.6" IPS ekranom i vrhunski monitori.

Od 1499 kn Kupi


2-sistemski bass reflex zvučnici

KEF LS50

Najprecizniji, impresivan zvuk, Uni-Q 12. generacije s MAT nizom drajvera za iznimnu akustičnu točnost, 47 Hz - 45 kHz, 40-100 W, 8 Ω, 85 dB.

7.399 kn 9.749 kn Kupi

7.2-kanalni AV receiver

MARANTZ NR1711

Tanak dizajn, iznimne performanse, 8K Ultra HD, HEOS, 90W po kanalu, eARC HDMI, Bluetooth, Wi-Fi, AirPlay 2.

6.799 kn Kupi