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

 

Поры в InP
Поры в InP

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 2)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-2
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2024, Т. 15, № 1)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume15/15-1
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Наносистемы: физика, химия, математика (2023, Т. 14, № 5)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume14/14-5
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2024 году
коллектив авторов
29 – 31 мая пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2023 году
коллектив авторов
30 мая - 01 июня пройдут защиты магистерских квалификационных работ выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Эра технопредпринимательства

В эпоху коронавируса и борьбы с ним в существенной степени меняется парадигма выполнения творческих работ и ведения бизнеса, в той или иной мере касаясь привлечения новых типов дистанционного взаимодействия, использования виртуальной реальности и элементов искусственного интеллекта, продвинутого сетевого маркетинга, использования современных информационных технологий и инновационных подходов. В этих условиях важным является, насколько само общество готово к использованию этих новых технологий и как оно их воспринимает. Данной проблеме и посвящен этот небольшой опрос, мы будет рады, если Вы уделите ему пару минут и ответите на наши вопросы.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.



 
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.