ساخت نانوواکر( ربات بسیار کوچک) از DNA

زیست شناسى در خدمت تکنولوژى
ساخت رباتى بسیار ریز با قابلیت راه رفتن




دو شیمیدان از دانشگاه نیویورک یک «نانوواکر» (ربات بسیار ریز) ساخته اند که روى دو پا راه مى رود. طول پاى این نانوواکر ۱۰ نانومتر بوده و از اجزاى DNA ساخته شده است. دلیل استفاده از DNA این است که این ماده به صورت یک رشته مارپیچ دوتایى است. دو رشته DNA به دور یکدیگر مى پیچند و یک رشته مارپیچ دوتایى را به وجود مى آورند. این ساختار، DNA را به یک مولکول واقعاً قوى و همچنین متنوع تبدیل مى کند. سال گذشته، در مجله American Chemical Society گزارش شد که «سیمن» و «تیمش» توانستند یک نایلون کشبافت با DNA ایجاد کنند. آنچه آنها مى خواستند انجام دهند کنترل ساختار مواد در یک مقیاس بسیار کوچک بود و این واقعاً براى طراحى مولکول ها در بنیادى ترین سطوح و سپس مونتاژ کردن آنها در ساختار هاى مولکولى سه بعدى خاص ضرورى به نظر مى رسد. سیمن مى گوید:« براى انجام این کار از این واقعیت که دو رشته DNA شبیه رشته هاى جفت شده هستند، بهره گرفته شده است مانند کارى که زیپ انجام مى دهد. این در صورتى است که توالى بازوها در هر رشته مکمل همدیگر باشند. بنابراین اگر DNA بتواند کار مکانیکى انجام دهد مارپیچ هاى مکملى در تمام محل هاى قابل دسترسى تشکیل مى دهد. اگر ما مى دانستیم که چه چیزى روى یک رشته وجود دارد، مى توانستیم بفهمیم روى رشته دیگر چه چیزهایى وجود دارد.» با کنترل این توالى ها، دانشمندان توانستند محل هاى اتصال رشته ها را کنترل کنند.هر پاى نانوواکر ۳۶ باز دارد که به وسیله DNA به همدیگر متصل شده اند. هر پا داراى یک پنجه تک رشته اى مى باشد که خود داراى جایگاه ویژه اى به صورت تک رشته DNA است. هر پا با یک رشته DNA مکمل در پیاده رویى مخصوص جفت شده است. پیاده روى سیمن و شرمن یک رشته ثابت که مکمل دو رشته دیگر است را در یک مکان ثابت به پا مى چسباند. براى ساختن ربات راه رونده، آنها یک رشته غیرثابت را براى جداکردن پا به آن افزودند. سپس پاى رهاشده، رشته ثابت دیگرى را براى حرکت به جلو ربود و خود را به جاى بعدى بر روى شیار چسباند. براى آنکه ربات بتواند قدمى به عقب بردارد، یک رشته ثابت جدید از پا جدا مى شود. سیمن مى گوید:« من معتقدم، ما مى توانیم خطوط مونتاژ مولکولى بسازیم و براى تولید گونه هاى یکسان از چیز هایى که در اندازه هاى انسانى ساخته شده اند، از آنها بهره بگیریم. در نهایت من فکر مى کنم این مسئله به ساخت نانویى یا کارخانه نانویى منجر خواهد شد، جایى که ما مى توانیم یک مولکول را در اختیار بگیریم و با آن حرکت کنیم، مانند یک ماشین در خط مونتاژ. وقتى ماشین به یک نقطه معین مى رسد مناطقى خاص با جوش نقطه اى جوشکارى مى شوند. همچنین ربات هاى نانویى مى توانند بعضى از کارهاى شیمیایى را بر روى مولکول انجام دهند، سپس مولکول حرکت مى کند و در نقطه بعدى یعنى جایى که ما نیاز بیشترى به کار هاى شیمیایى داریم همان کارها دوباره اعمال مى شوند. اما در ابتدا محققان باید محاسبه کنند که ربات کوچکشان را چطور بسازند که بتواند بعضى از چیز ها مانند یک تک اتم را حمل کند.»