|  |
نانوماشین‌های DNA یکی از عرصه‌های پیچیده و نویدبخش تحقیقات مربوط به نانوموتورها هستند. محققان یک ماشین ساده DNA طراحی و ساخته‌اند که می‌تواند به صورت پیوسته بچرخد.
روش کار، آرایش‌های ساخته شده از DNA می‌باشند که توسط یک محرک خارجی بین دو شکل مولکولی مختلف سوئیچ می‌کنند. می‌توان این ماشین‌ها را با استفاده از عوامل مختلفی همچون تغییرات pH و اضافه کردن قطعات مولکولی دیگری مثل پروتئین‌ها و رشته‌های DNA کنترل کرد.
سرعت و جهت چرخش این ماشین قابل کنترل بوده و از این عملکرد به عنوان مثال می‌توان در نقل و انتقالات مولکولی استفاده کرد.
این ماشین توسط یک میدان الکتریکی خارجی به حرکت درمی‌آید. زمانی که این میدان میان چهار جهت نوسان می‌کند، یک DNA چرخنده را که به یک محور DNA وصل شده است، به طور مکرر جهت‌دهی می‌کند. محور DNA میان یک سطح شیشه‌ای و یک دانه مغناطیسی ثابت نگهداشته می‌شود.
بخش‌های تک‌رشته‌ای روی DNA محور همانند بلبرینگ عمل کرده و امکان چرخش آزاد در اطراف پیوندهای مولکولی میان بازهای نوکئوتیدی را فراهم می‌کند. بدین ترتیب امکان چرخش آزاد و پیوسته DNA چرخنده در اطراف محور، همزمان با تغییر جهت‌گیری آن با میدان الکتریکی نوسان‌کننده ایجاد می‌شود.
گروه تحقیقاتی سازنده این نانو ماشین، برای ساخت نانوموتور خود از یک الیگونوکلئوتید DNA به طول 30 نانومتر که هر دو سر آن تغییر داده شده بود، به عنوان محور موتور استفاده کردند. انتهای 5' با digoxigenin NHS ester یا DIG و انتهای 3' با بیوتین تغییر داده شده بود. این کار امکان اتصال رشته DNA به سطح شیشه تغییر یافته با آنتی DIG و دانه مغناطیسی تغییر یافته با steptavidin را فراهم می‌کند. بنابر گفته لوبریچ این کار موجب می‌شود نیروی میان دانه‌های مغناطیسی و آهن‌رباها محور را کشیده و آن را محکم در جای خود نگهدارد.
از آنجایی که این چرخنده میان دو بخش تک‌رشته‌ای کوتاه روی DNA محور به آن متصل شده است، این تغییر جهت‌گیری موجب چرخش آن حول DNA محور خواهد شد. سرعت و جهت چرخش این DNA چرخنده را می‌توان با تنظیم فرکانس نوسان میدان و جهت آن کنترل کرد.
منبع: ستاد ویژه توسعه فناوری نانو
|
|
