Рисунок 2. Плоская фигура из девяти вложенных друг в друга колец. Вверху: схема. Внизу: изображения АСМ полученных фигур.
Рисунок 3. Определение стабильности конформаций ДНК при помощи структуры из нескольких колец. Кольца a, b, c, d, e, f спроектированы таким образом, что образующая их ДНК должна иметь 8, 9, 10, 11, 12 или 13 нуклеотидов на один виток спирали. Внизу слева на изображениях АСМ видно, что у полученных частиц не всегда присутствуют все эти кольца. Внизу справа приведена гистограмма, отражающая выход полностью собранных колец в зависимости от числа нуклеотидов на оборот спирали.
Рисунок 4. Модель и изображения ПЭМ полусферы и колбы.
Группа учёных из США предложила новый способ укладки ДНК-оригами, который позволяет сконструировать прочные трёхмерные объекты. Всем, пожалуй, известен способ изготовления глиняных сосудов из длинного жгута, который укладывается по спирали, или из нескольких глиняных колец разного диаметра (рисунок 1). Учёные решили использовать сходный принцип для сворачивания из ДНК наноразмерных объёмных фигур.
Первым делом исследователи потренировались на плоских объектах, начав с фигуры, состоящей из девяти вложенных друг в друга колец. Перед ними стояли вопросы: как подобрать размер колец, чтобы они плотно вкладывались одно в другое, и как обеспечить прочное соединение колец между собой. Авторы говорят, что если их подход будет иметь успех, то нужно будет написать программу для подобных расчетов; пока же все параметры подбирались вручную. Учёные исходили из того, что в готовой фигуре ДНК будет свёрнута в спираль В-формы (около 10 нуклеотидов на виток). Они рассчитали, что разница между кольцами должна составлять 48-50 нуклеотидов. При этом внутреннее кольцо решили собрать из 200 пар нуклеотидов, следующее из 250 и так далее (внешнее – из 600). Связь между кольцами обеспечивается классическим для ДНК-оригами способом – при помощи кроссоверов, пересечений. Однако места пересечений необходимо подбирать с особой тщательностью, так как число витков двойной спирали ДНК во внешнем и внутреннем кольцах различно. Количество пересечений должно быть делителем числа 50. Один и два – слишком мало, чтобы обеспечить жёсткую структуру, 25 или 50 – чересчур много, а вот пять-десять – в самый раз, решили исследователи. То, что расчёт был верен и кольцевые фигуры диаметром 62 нм собираются не только в головах учёных, подтверждается при помощи АСМ (рисунок 2).
Кстати, почему 10 нуклеотидов на виток? Ведь В-форма – это 10.4 нуклеотида на один оборот спирали. Но работать-то проще с целыми числами. Учёные проверили, насколько хорошо ДНК собирается в кольца при разных расчётных количествах нуклеотидов на виток (8, 9, 10, 11, 12, 13) (рисунок 3). Оказалось, что с наилучшим выходом формируются кольца с 10 и 11 нуклеотидами на виток спирали (98% и 96%, соответственно). Худший результат – 81% для 13 нуклеотидов на виток (но и он тоже не так уж плох). Эта информация дала исследователям некоторый простор при конструировании более сложных, трёхмерных фигур.
В качестве демонстрации возможностей предложенного метода учёные смоделировали и затем синтезировали полусферу и даже наноразмерную лабораторную колбу (рисунок 4). С фотографиями других плоских и объёмных фигур, сложенных из гнутых двойных спиралей ДНК, можно ознакомиться в работе «DNA Origami with Complex Curvatures in Three-Dimensional Space», опубликованной в Science.
Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь
Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022
Коллектив авторов Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2022 содержат следующую информацию:
• Подготовка бакалавров на факультете наук о материалах МГУ
• Состав Государственной Экзаменационной Комиссии
• Расписание защит выпускных квалификационных работ бакалавров
• Аннотации квалификационных работ бакалавров
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.
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.
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.
