Исследователи разработали новую программу с открытым исходным кодом, которая может преобразовывать рисунки или цифровые модели в наноразмерные скульптуры из ДНК. В тестах система справлялась с округлыми предметами, такими как вазы и миски.
ДНК — невероятно универсальная молекула. Она не только может кодировать данные, чтобы создать чертеж любого живого существа, от бактерий до людей и китов, но она может складываться, сжиматься и плотно сгибаться, чтобы поместиться в клетки. Эта гибкость также может сделать ДНК полезным наноразмерным строительным материалом, и в последние десятилетия ученые экспериментировали с этой идеей, создавая частицы для доставки лекарств, ловушки для вирусов, электрические наномоторы и даже крошечную реплику картины «Звёздная ночь» художника-постимпрессиониста Винсента Ван Гога.
В новом исследовании, исследователи из Университета Дьюка и Университета штата Аризона разработали программное обеспечение DNAxiS, которое позволяет пользователям создавать сложные объекты из ДНК. Двумя основными компонентами, с которыми работает система, являются длинные нити ДНК, которые можно скручивать в концентрические круги, образуя округлые поверхности, и более короткие последовательности ДНК, обеспечивающие стабильность за счет «сшивания» более длинных на месте.
Пользователи могут вводить рисунки или 3D-модели в DNAxiS, и программное обеспечение будет использовать специально разработанные алгоритмы для определения наилучшего способа представления их в среде ДНК, используя это сочетание длинных и коротких нитей. Имея в руках рецепт, можно синтезировать, смешивать, нагревать и охлаждать определенные нити ДНК. По словам ученых, это заставляет их самостоятельно собираться в желаемую форму всего за 12 часов.
В ходе испытаний, исследователи показали, что DNAxiS можно использовать для создания различных округлых форм, таких как вазы, горшки, миски, сферы, грибы, конусы, бутылочные тыквы и даже листья клевера. В долгосрочной перспективе этот метод можно будет использовать для изготовления ряда наноразмерных сосудов, например, для доставки лекарств или форм для наночастиц определенной формы.
Исследование было опубликовано в журнале Science Advances.
Источник: Duke University.
