Autonómne nanostroje inšpirované prírodou

Publikoval: ejrick van newman
27. marca 2022

Lekárski výskumníci UNSW, inšpirovaní spôsobom interakcie molekúl v prírode, konštruujú všestranné stroje v nano rozmeroch, aby umožnili ich väčší funkčný rozsah.

Aby odolali náročným podmienkam v živých organizmoch, molekulárne stroje musia byť trvalo skonštruované na nepretržitú prevádzku počas dlhých období. Zároveň sa musia prispôsobiť rôznym potrebám a meniacemu sa prostrediu rýchlou výmenou molekulárnych komponentov na rekonfiguráciu strojového zariadenia.

„Prijali sme syntetický biologický prístup k tomuto problému skonštruovaním umelého nanoskopického stroja pomocou DNA a proteínových komponentov. Schopnosť vymieňať podjednotky zvyšuje funkčnosť, rovnako ako to pozorujeme v biológii,“ povedal Prof. Lee, UNSW School of Medical Sciences a výskumník centra v syntetickej biológii ARC.

shutterstock 1717382653

On a jeho tím vytvorili molekulárne stroje skladaním reťazcov DNA do trojrozmerných tvarov, čo je technika nazývaná DNA origami. Ukázali, že ich nanostroje DNA môžu niesť DNA aj proteínový náklad a vo všeobecnosti by boli kompatibilné s inými biomolekulami a nanočasticami. Náklad sa na viacerých miestach viaže na receptor DNA a môže byť vytesnený novým nákladom prostredníctvom procesu konkurenčného viazania, keď je v roztoku prítomný iný náklad.
Príkladom jedného zo strojov prírody, ktorý stelesňuje paradox stability a rýchlej výmeny, je bunkový stroj, ktorý vytvára kópie DNA – replikóm DNA. Mechanizmus konkurenčnej výmeny, ktorý replikóm používa na súčasné dosiahnutie týchto protichodných vlastností, bol navrhnutý v skoršej publikácii v Nucleic Acid Research od tímu Prof. Antoine van Oijen z University of Woollongong, ktorý je tiež spoluautorom súčasnej štúdie.
Prof. Lee a jeho tím teraz priviedli túto teóriu k životu pomocou nanotechnológie DNA a proteínového inžinierstva. „Je to prvý syntetický systém, ktorý využíva takzvaný princíp „konkurenčnej výmeny na viacerých miestach“,“ povedal.
Boli hlásené ďalšie mechanizmy, ktoré poskytujú duálne vlastnosti robustnosti a rýchlej výmeny, ale doteraz táto dichotómia nebola možná s inými biomolekulami.
„Zatiaľ sú všetky molekulárne stroje syntetizované pomocou nanotechnológie DNA aktivované výmenou reťazca DNA, ale výmena iba DNA je trochu obmedzujúca. Naše zistenia rozširujú funkčnú komplexnosť dostupnú pre nanotechnológiu DNA,“ povedal A/Prof. Lee.
Verí, že v prírode existuje množstvo vedomostí, ktoré môžu výskumníci v oblasti nanotechnológií využiť. „Rýchla výmena a udržiavanie vysokej stability sa zdajú byť dva nekompatibilné stavy, no existuje toľko prírodných strojov na nanorozmery, ktoré sa správajú týmto spôsobom.“
Oblasť DNA nanotechnológií je stále v plienkach. Zatiaľ čo výskumníci musia prekonať oveľa viac výziev v oblasti dizajnu, aby mohli využiť plný potenciál molekulárnych strojov, schopnosť vytvárať stroje, ktoré môžu konať autonómne a prispôsobovať sa zmenám v prostredí nahradením rôznych biomolekúl, je to veľký krok smerom k široké spektrum aplikácií, od vytvárania citlivých inteligentných materiálov až po zacielenie dodávania terapeutických liekov do chorých buniek a oveľa viac.

PREČÍTAJTE SI AJ

5 VÝHOD ČISTEJ NANO KUCHYNE

5 VÝHOD ČISTEJ NANO KUCHYNE

Aktuálne trendy v dizajne kuchýň zdôrazňujú inovácie, hygienu a udržateľnosť, a nový koncept Nano kuchyne s antibakteriálnymi vlastnosťami a ekologickými materiálmi ponúka moderný dizajn a funkčnosť.

JARNÉ UPRATOVANIE TROCHU INAK

JARNÉ UPRATOVANIE TROCHU INAK

Jarné upratovanie sa často spája s nevyhnutným povinným úsilím, ktoré vás núti vyčistiť prach, premiestniť nábytok a robiť všetky tie bežné úlohy. Ale čo keby sme sa na jarné upratovanie pozreli trochu inak? Čo keby sme tento rok pristúpili k tejto tradícii s...

TIPY PRE JARNÉ NANO UPRATOVANIE

TIPY PRE JARNÉ NANO UPRATOVANIE

Jarné obdobie je tradičným časom na očistu a osvieženie domova. Jarné upratovanie nie je len príležitosťou odstrániť prach a neporiadok, ale tiež ponúka šancu na zlepšenie atmosféry v domácnosti. Tu sú niektoré tipy na jarné upratovanie s nano ochranou domácnosti....

ĽAHKÉ UPRATOVANIE KÚPEĽNE VĎAKA NANO OCHRANE

ĽAHKÉ UPRATOVANIE KÚPEĽNE VĎAKA NANO OCHRANE

Nano ochrana môže výrazne uľahčiť upratovanie v kúpeľni, chrániť povrchy pred vodným kameňom, usadzovaním mydla a inými špinami. Tu sú tipy, ako využiť nano ochranu a uľahčiť si upratovanie v kúpeľni. Nano ochrana pre keramické obklady Aplikujte nano ochranu na steny...

5 DOVODOV PREČO ZVÁŽIŤ NANO OCHRANU DOMÁCNOSTI

5 DOVODOV PREČO ZVÁŽIŤ NANO OCHRANU DOMÁCNOSTI

Nanotechnológia môže priniesť domácnosti niekoľko výhod, ktoré robia túto neviditeľnú ochranu povrchov atraktívnou. Tu je päť dôvodov, prečo by ste mali zvážiť nano ochranu pre svoju domácnosť: 1. Ochrana povrchov pred nečistotami a špinou Nano ochrana vytvára...

VÝHODY OCHRANY BICYKLA A MOTORKY NANOTECHNOLÓGIOU

VÝHODY OCHRANY BICYKLA A MOTORKY NANOTECHNOLÓGIOU

V dnešnom svete nám nanotechnológia otvára nové možnosti v oblasti ochrany našich cenných investícií, ako sú napríklad aj bicykle a motorky. Nanotechnológia, ktorá využíva materiály a štruktúry na nanometrovej úrovni, umožňuje vytvárať ochranné vrstvy s neuveriteľnými...

6 VECÍ, KTORÉ STE ČISTILI NESPRÁVNE

6 VECÍ, KTORÉ STE ČISTILI NESPRÁVNE

Udržiavanie čistoty v domácnosti je dôležitou súčasťou starostlivosti o naše prostredie. Avšak, niektoré veci môžeme neúmyselne čistiť nesprávne, čo môže viesť k nežiaducim následkom ako škrabance, šmuhy alebo dokonca poškodenie povrchu. V tomto článku sa pozrieme na...

NÁVOD NA DOKONALE ČISTÚ KÚPEĽŇU

NÁVOD NA DOKONALE ČISTÚ KÚPEĽŇU

Každý z nás túži po dokonale čistej kúpeľni, kde sa ráno môžeme osviežiť a večer relaxovať. Vytváranie takéhoto prostredia nie je len o jednorazovom čistení, ale o systematickom prístupe k údržbe. V tomto článku vám predstavíme návod na dosiahnutie dokonale čistej...

CHYBY, KTORÉ ROBÍTE PRI ČISTENÍ ZRKADLA V KÚPEĽNI

CHYBY, KTORÉ ROBÍTE PRI ČISTENÍ ZRKADLA V KÚPEĽNI

V kúpeľni je zrkadlo jedným z nevyhnutných prvkov, ktoré nielenže plnia praktickú úlohu, ale tiež pridávajú do priestoru optický dojem väčšieho a svetlejšieho miesta. Avšak, často sa stretávame s chybami pri čistení zrkadiel, ktoré môžu viesť k nežiaducim následkom,...

AKO UDRŽAŤ SPRCHU BEZ VODNÉHO KAMEŇA?

AKO UDRŽAŤ SPRCHU BEZ VODNÉHO KAMEŇA?

Sprchové zásteny môžu byť náchylné na tvorbu vodného kameňa, čo môže znehodnotiť ich vzhľad a sťažiť údržbu. Jedným z účinných spôsobov, ako predchádzať vodnému kameňu a udržiavať sprchovú zástenu v optimálnom stave, je využitie nano ochrany. Čo je vodný kameň? Podľa...

5 KROKOV PRE PORIADOK V EKOLOGICKEJ DOMÁCNOSTI

5 KROKOV PRE PORIADOK V EKOLOGICKEJ DOMÁCNOSTI

Ekologická domácnosť nie je len o tom, či recyklovať alebo používať obnoviteľné zdroje energie. Je to o zmene celkového prístupu k našim domovom a životnému štýlu. Preto vám predstavujem 5 jednoduchých krokov, ako dosiahnuť poriadok v ekologickej domácnosti. 1....

AKO ĽAHKO VYČISTIŤ NEREZOVÉ SPOTREBIČE

AKO ĽAHKO VYČISTIŤ NEREZOVÉ SPOTREBIČE

Nerezové spotrebiče sú elegantným a populárnym príslušenstvom v modernej kuchyni, ale ich lesk a krása môžu byť ovplyvnené nečistotami, otlačkami prstov a vodným kameňom. Čistenie nerezových spotrebičov nemusí byť ťažké a ak použijete správne metódy a prostriedky,...

4 KAŽDODENNÉ RUTINY V NANO DOMÁCNOSTI

4 KAŽDODENNÉ RUTINY V NANO DOMÁCNOSTI

V dnešnom uponáhľanom svete sa mnohí z nás usilujú o jednoduché a efektívne spôsoby, ako zlepšiť kvalitu nášho života. Využívanie nanotechnológie na ochranu povrchov v domácnosti je jedným z týchto moderných prístupov. Tu sú štyri jednoduché každodenné rutiny, ako...

autor

ejrick van newman

Komentáre

0 komentárov