Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Обложка журнала Nature от 16 марта 2006 года...
Японское оригами
На рисунке приведены некоторые паттерны ДНК оригами. Верхний ряд: компьютерное моделирование.
Средний и нижний ряды: АСМ. Изображения без масштаба имеют размер 165х165нм, шкала составляет для b)1 мкм, c-d) 100 нм
Наношкатулка. Авторы - Йорген Кйемс и Курт Готхельф

Ретроспектива: о ДНК - оригами

Ключевые слова:  ДНК, самосборка

Опубликовал(а):  Павличенко Ида Валерьевна

19 мая 2009

16 марта 2006 года вышел в свет журнал Nature с интригующим подзаголовком «ДНК - оригами» и изображенным на обложке большим желтым «смайликом». Такой «несерьезный» рисунок был выбран не случайно, его создателем является Пол Ротемунд – автор статьи о новом способе сборки сложных наноструктур из молекул ДНК. Оказывается, смешная рожица соткана из биополимерных нитей, ее диаметр составляет примерно 100 нм, толщина - 2 нм и «сфотографирована» она в атомно-силовом микроскопе. В своей статье Ротемунд предложил метод создания наноструктур «снизу-вверх», основанный на самоорганизации ДНК, который был впоследствии назван "ДНК - оригами". Оригами – японское искусство складывания из бумаги. Целью оригамиста является точное определение положения одной или более точек листа, задающих складки, необходимые для создания окончательного объекта. Оригамист должен выполнить строгую последовательность действий, не нарушая семь геометрических правил Худзита. В ДНК оригами тоже есть свои, хорошо известные правила Уотсона-Крика, отвечающие принципу комплементарности азотистых оснований: аденин соединяется только с тимином, а гуанин с цитозином. Для создания ДНК оригами требуется одна длинная одноцепочечная ДНК (в своей работе автор использовал ДНК вируса М13 длиной порядка 7249 нуклеотидов) и множество коротких поддерживающих фрагментов длиной 30 нуклеотидов. На рисунке видно, как короткие цепочки играют роль агента, сшивающего 2 отдаленных участка основной цепи. Процедура наносборки такова: вначале выбирается необходимая геометрическая форма - шаблон будущей наноструктуры, например, прямоугольник, круг, звезда, и т.д. Выбранная фигура на компьютере заполняется массивом параллельных спиралей ДНК, которые можно аппроксимировать цилиндрами. Чтобы полученная структура не развалилась, смежные спирали соединяются т.н. кроссоверами. На втором этапе через массив цилиндров прокладывается путь основной длинной цепочки, так чтобы она была одной из двух составляющих каждой из спиралей. Дальше компьютерная программа рассчитывает, какие именно коротенькие цепочки нужно синтезировать химикам-биологам для данной модели – это наиболее ответственный этап при моделировании. В итоге получаем около 70% бездефектных структур. ДНК оригами, безусловно, является одним из перспективных методов для решения многих нанотехнологических задач, например, для миниатюризации физических приборов или создания гибридных приборов в сочетании с нанопроводами, углеродными нанотрубками и наночастицами. Стоит отметить, что недавно датские ученые Йорген Кйемс и Курт Готхельф сконструировали нано-шкатулку! И, видимо, этим возможности ДНК оригами не ограничатся…


Источник: Nature



Комментарии
Целью оригамиста является точное определение положения одной или более точек листа, задающих складки, необходимые для создания окончательного объекта. Оригамист должен выполнить строгую последовательность действий, не нарушая семь геометрических правил Худзита. - как то суховато, если учесть, что оригами - это искусство складывания из плоских листов бумаги объемных фигурок.
В классическом оригами предполагается, что лист рисовой бумаги должен быть квадратным, и фигурка изготавливается из одного листа.
А в современном - лист может быть и прямоугольным, кроме того, можно собирать и составные фигурки из нескольких частей (которые можно даже и склеивать, что категорически запрещено в классическом оригами).
Интересно, что микро-оригами уже сейчас находит применение в медицине: Self-deployable origami stentnext term grafts as a biomedical application of Ni-rich TiNi shape memory alloy foil.
----
Дальше компьютерная программа рассчитывает, какие именно коротенькие цепочки нужно синтезировать химикам-биологам для данной модели
----

Получение праймеров - это чисто химический синтез. Биологии там нет.
Что-то я не понял, как осуществляется собственно сама сборка. Вот мы смоделировали структуру на компьютере, потом химики-биологи синтезировали цепочки нужной длины. А дальше что?
Смешали ДНК с праймерами и подогрели. ДНК расплавилась. Затем медленно охладили до образования дуплексов коротких праймеров и длинной ДНК. Потом, вероятно, отжиг для самоорганизации нужной структуры. Неденатурирующий форез для выделения фрагментов и дальнейшая сборка.
«Способ сборки сложных наноструктур из молекул ДНК.ДНК оригами, безусловно, является одним из перспективных методов для решения многих нанотехнологических задач, например, для миниатюризации физических приборов или создания гибридных приборов в сочетании с нанопроводами, углеродными нанотрубками и наночастицами. Стоит отметить, что недавно датские ученые Йорген Кйемс и Курт Готхельф сконструировали нано-шкатулку! И, видимо, этим возможности ДНК оригами не ограничатся…» А далее надо читать "Одновременная доставка генов и наночастиц к клеткам." http://www.n...ru/2008/02/ 01/gennaa_terapia_5821.html
«© Мартенова А.А. 05.02.08 (Круги на полях - узоры на полях)
Авторское право на гармоничные плоскостные информационные планы, на основании которых идет моделирование в пространстве на всех уровнях!» Сколько плоскостей, н/р у тетраэдра? И какие это плоскости?

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Бутылочка от Максена
Бутылочка от Максена

Конкурс логотипа ФНМ МГУ
Факультет наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова объявляет творческий конкурс логотипа (эмблемы) ФНМ, работы принимаются с 21 августа до 15 сентября 2019 года. Участники - все, кто имеет или когда бы то ни было имел отношение к ФНМ МГУ: студенты, аспиранты, преподаватели, сотрудники, выпускники, а также все творческие люди из большой университетской семьи.

Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»
Продолжается прием статей в 11-й выпуск Межвузовского сборника научных трудов «Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов»

Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ”
Участие НТ-МДТ Cпектрум Инструментс в конференции “ГРАФЕН: МОЛЕКУЛА И 2D КРИСТАЛЛ” 5-9 августа 2019 года в Новосибирске

3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве
И.В.Яминский
Материалы лекции проф. МГУ, д.ф.-м.н., генерального директора Центра Перспективных технологий И.В.Яминского "3D нанотехнологии в физике, химии, биологии, медицине и инженерном искусстве". 3D принтер, сканирующий зондовый микроскоп и фрезерный станок. Что общего между ними? Как конструировать их своими руками? Небольшой экскурс в практические нанотехнологии. Поучительная история о создании сканирующего туннельного микроскопа. От идеи до нобелевской премии за 5 лет. Взгляд в микромир – от атомов и молекул до живых клеток. Как взвесить массу одного атома? Вирусы и бактерии – наши друзья или враги? Медицинские приложения нанотехнологий – нанобиосенсоры для обнаружения биологических агентов.

Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники
В.А.Кецко
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. В сообщении даны материалы лекции д.х.н., в.н.с. ИОНХ РАН В.А.Кецко "Материалы и пленочные структуры спинтроники и стрейнтроники".

Лекции и семинары от ФНМ МГУ на Нанограде
Е.А.Гудилин
Девятый Наноград, проходивший в Ханты - Мансийске, собрал талантливых школьников, интересных лекторов и преподавателей в области наноматериалов, нанотехнологий и технопредпринимательства. Ниже даны материалы лекций и семинаров представителя ФНМ МГУ проф., д.х.н. Е.А.Гудилина.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.