Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Khai thác vào bản chất độc đáo của DNA, các kỹ sư đã tạo ra những cỗ máy đơn giản được chế tạo từ vật liệu sinh học với các đặc tính của sinh vật sống.
Khai thác vào bản chất độc đáo của DNA, các kỹ sư của Cornell đã tạo ra những cỗ máy đơn giản được chế tạo từ vật liệu sinh học với các đặc tính của sinh vật sống.
Sử dụng cái mà họ gọi là vật liệu DASH (hội dựa trên DNA và tổng hợp phân cấp), các kỹ sư đã chế tạo vật liệu DNA có khả năng trao đổi chất, ngoài việc tự lắp ráp và tổ chức – ba đặc điểm chính của sự sống.
Dan Luo nói: “Chúng tôi đang giới thiệu một khái niệm vật liệu hoàn toàn mới, giống như được cung cấp bởi sự trao đổi chất nhân tạo của chính nó. Chúng tôi không tạo ra thứ gì đó còn sống, nhưng chúng tôi đang tạo ra những vật liệu giống như thật hơn bao giờ hết”, Dan Luo nói. giáo sư kỹ thuật sinh học và môi trường.
Bài báo được đăng trên Science Robotics .
Đối với bất kỳ sinh vật sống để duy trì chính nó, phải có một hệ thống để quản lý sự thay đổi. Các tế bào mới phải được tạo ra; các tế bào cũ và chất thải phải được quét đi. Sinh tổng hợp và phân hủy sinh học là các yếu tố chính của sự tự duy trì và đòi hỏi sự trao đổi chất để duy trì hình thức và chức năng của nó.
Thông qua hệ thống này, các phân tử DNA được tổng hợp và tập hợp thành các mô hình theo cách phân cấp, dẫn đến một cái gì đó có thể duy trì quá trình tăng trưởng và phân rã năng động, tự trị.
Sử dụng DASH, các kỹ sư của Cornell đã tạo ra một vật liệu sinh học có thể tự động xuất hiện từ các khối xây dựng có kích thước nano và tự sắp xếp – đầu tiên thành các polyme và cuối cùng là hình dạng mesoscale. Bắt đầu từ chuỗi hạt cơ sở 55 nucleotide, các phân tử DNA đã được nhân lên hàng trăm nghìn lần, tạo ra chuỗi lặp lại DNA có kích thước vài mm. Dung dịch phản ứng sau đó được tiêm vào một thiết bị vi lỏng cung cấp dòng năng lượng lỏng và các khối xây dựng cần thiết cho quá trình sinh tổng hợp.
Khi dòng chảy trôi qua vật liệu, DNA đã tổng hợp các chuỗi mới của riêng nó, với đầu trước của vật liệu đang phát triển và đầu đuôi bị suy giảm trong sự cân bằng tối ưu. Theo cách này, nó tạo ra sự vận động của riêng mình, bò về phía trước, chống lại dòng chảy, theo cách tương tự như cách nấm mốc di chuyển.
Khả năng đầu máy cho phép các nhà nghiên cứu đặt các bộ vật liệu chống lại nhau trong các cuộc đua cạnh tranh. Do sự ngẫu nhiên trong môi trường, một cơ thể cuối cùng sẽ có được lợi thế so với cơ thể khác, cho phép một người vượt qua vạch đích trước tiên.
“Các thiết kế vẫn còn sơ khai, nhưng chúng đã cho thấy một lộ trình mới để tạo ra các máy động từ các phân tử sinh học. Chúng tôi đang ở bước đầu tiên chế tạo robot giống như thật bằng quá trình trao đổi chất nhân tạo”, Shogo Hamada, giảng viên và nghiên cứu viên trong phòng thí nghiệm Luo, và lãnh đạo và đồng tác giả của bài báo. “Ngay cả từ một thiết kế đơn giản, chúng tôi đã có thể tạo ra những hành vi tinh vi như đua xe. Sự trao đổi chất nhân tạo có thể mở ra một biên giới mới trong chế tạo robot.”
Nguồn tin tức:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Cornell . Bản gốc được viết bởi Matt Hayes. Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :