Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Рисунок 1. Глиняная посуда.

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.

ДНК-наногоршок

Ключевые слова:  ДНК-нанотенологии, ДНК-оригами, наноконтейнер

Опубликовал(а):  Трусов Л. А.

16 апреля 2011

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.


Источник: Science



Комментарии
Владимир Владимирович, 16 апреля 2011 20:20 
Лев Артемович оседлал любимого... конька!
Трусов Л. А., 16 апреля 2011 23:08 
вот горшок пустой, он предмет простой
Владимир Владимирович, 17 апреля 2011 01:08 
Как же? Глянь! Постой!! Он набит... ДНК-ой

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

 

Нанобутерброды для наногномиков
Нанобутерброды для наногномиков

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ» (Интересные научные события 2020 года от Американского физического общества (APS): Новый век сверхпроводимости. Магические углы в графене. Новые рекорды LIGO и Virgo: сверхмассивные и асимметричные слияния черных дыр. Свет от темной материи в эксперименте Xenon. Чего не хватает для создания квантового интернета? Коперниканский переворот в нейронных сетях. Червякомешалка. Вселенский метроном и предел точности атомных часов. Благородные металлы и графен против токсичных газов. Мультиферроик с ферродолинным упорядочением. Борные сенсоры азотосодержащих загрязнителей.

Наносистемы: физика, химия, математика (2020, Т. 11, № 6)
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/volume11/11-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

С Новым годом!
Дорогие друзья и коллеги!
Поздравляем с наступающим 2021 годом!
Желаем всем хорошего настроения и здоровья, удачи во всем и новых достижений!

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

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.

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!



 
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.