چند بار می‌توانی دی.ان.ای را تا بزنی؟

[پیمان هادی فرکوش]

چند بار می‌توانی دی.ان.ای را تا بزنی؟ (http://www.njavan.com/post-79.aspx)

شیمیدانان با تکرار الگوهای اریگامی روی مولکولهای دی.ان.ای، ساختارهای جدیدی برای حسگرهای زیستی آماده میکنند.


http://www.khabaronline.ir/images/position1/2009/5/dna_origami.jpg

تا به حال نام بازی اریگامی‌ به گوشتان خورده است؟همان بازی که ژاپنی‌ها با کاغذ انجام می‌‌دهند و با تا کردن یک تکه کاغذ در جهت‌های مختلف اشکال متفاوتی ایجاد می‌‌کنند؟حالا اگر ساختارهای دی ان آ تصمی‌م بگیرند این بازی را انجام دهند چه می‌ شود؟

یک گروه تحقیقاتی از محققان موفق به تولید جعبه‌های مقاوم و بی‌نهایت کوچکی از دی.ان.ای شده‌اند که ابعاد آن از هر طرف 30 نانومتر است (هر نانومتر برابر یک میلیاردیم متر است). این جعبه‌ها که می‌توانند توسط کلیدهای ژنتیکی قفل شوند، برای انتقال دارو و یا حسگرها کاربرد خواهند داشت.

این جعبه‌ها آخرین نوآوری از سری تحقیقات اریگامی‌ دی.ان.ای هستند، روشی که محققان به وسیله آن ساختارهایی متفاوت با ساختار اصلی دی.ان.ای ایجاد می‌کنند.

در این روش از قطعات کوچک نوکلئوییک اسیدها که حامل اطلاعات ژنتیکی هستند، برای اتصال و خم کردن زنجیره‌های دی.ان.ای به ساختارهای پیچیده‌تر استفاده می‌‌شود. هر جعبه به اندازه‌ای بزرگ هست که یک تک ریبوزوم (ماشین سلول برای تولید پروتئین) را در خود حمل کند.

اخیرا شکل‌های جالبی از رشته‌های دی.ان.ای با استفاده از این روش توسط محققان ایجاد شده است، از جمله نقشه آمریکا یا لوله‌هایی با شکل‌های متفاوت. کار جدید هم بر اساس اصولی مشابه و البته کمی‌ پیچیده‌تر توسط شیمی‌‌دانان دانشگاه آراهوس دانمارک انجام شده است.

محققان ابتدا یک برنامه کامپیوتری نوشتند که می‌‌توانست تعیین کند کدام توالی ژنتیکی برای ساخت جعبه مناسب‌تر است. این برنامه با یک مدل دیجیتال از یک زنجیره بسیار طولانی دی.ان.ای که از یک نوع ویروس آلوده‌کننده باکتری بدست می‌آید، آغاز می‌شود. بعد با توجه به شکلی که محققان می‌خواهند ایجاد کنند،250 نوع نوکلئوییک اسید انتخاب می‌‌شوند که با حمله به دی.ان.ای، آن را در راستای شکل مطلوب آرایش می‌دهند.

این بخش سخت‌ترین قسمت است. رایانه باید یک بار روی قسمت‌هایی که محققان نیاز دارند، کار کند و بعد الگوهایی را که نوکلئوییک اسید می‌تواند انتخاب کند با رشته‌های دی.ان.ای در هم آمیزد. قطعات نوکلئوییک اسید وارد عمل می‌‌شوند و هر کدام از رشته ها را به صورت شش دیواره به هم می‌بافند و درنهایت این دیواره‌ها را به یکدیگر متصل می‌‌کنند. تقریبا یک ساعت طول می‌کشد تا میلیاردها جعبه توسط این روش خودآرایی تولید شوند.

به اعتقاد جمس از محققان این پروژه، این کار خیلی جالب است و به این می‌ماند که شما خودرویتان را قطعه قطعه کنید و سپس، قطعات آن را درون یک کیف بریزید، تکان دهید و خودرویتان به خودی خود به حال اول باز گردد.

این تیم تحقیقاتی همچنین موفق شده است که این جعبه‌ها را با استفاده از دی.ان.ای قفل کنند. یک توالی کوتاه دی.ان.ی به عنوان یک قفل می‌‌تواند به یک طرف جعبه‌ای متصل شود که توسط یک توالی دیگر دی.ان.ای در نقش کلید باز خواهد شد.

این گروه ادعا می‌کنند که می‌توانند تا 8 نوع قفل به هر جعبه وصل کنند که در این صورت، به جعبه‌ها اجازه می‌دهد به عنوان حسگر کلیدهای دی.ان.ای به کار روند.

به اعتقاد پرفسور ویلیام شیه از دانشگاه هاروارد، این جعبه‌های جدید می‌‌توانند برای انتقال دارو نیز استفاده شوند، البته به شرطی‌که این جعبه‌ها به خوبی قفل شوند. سوال مهمی‌ که پیش می‌‌آید، این است که این جعبه‌ها چگونه درون محیط بدن واکش می‌دهند و چقدر می‌توانند آنجا باقی بمانند.

هرچند این تحقیقات در ابتدای راه است، اما گام مهمی‌ در پیشرفت به جلو محسوب می‌شود. برنامه کامپیوتری این گروه تقریبا هر شکلی را که تصور می‌شود، برای دی.ان.ای قابل دسترس می‌داند؛ اما سوال این است که این اشکال چقدر به‌ددرد خواهند خورد؟