رسالت پژوهشکده : تلاش جهت ساماندهی پژوهش های زیست فن آوری پزشکی در راستای اولویت کشور
  • شنبه ۳۰ تیر ۱۳۹۷
  • اسبت ٩ ذی قعده ١٤٣٩
  • Saturday, July 21, 2018
صفحه اصلی اخبار دوره‌های آموزشی تحلیل و گزارش علمی اطلاعات عمومی مراکز تحقیقاتی پیوندها درباره ما تماس با ما  
کد مطلب :   3006 تاریخ انتشار: 
شنبه ۲۹ مهر ۱۳۹۶
- 13:03 تاریخ آخرین ویرایش :
  1396/07/29
بازدید:   72  
 
تغییر شکل هیدروژل‌ها توسط مولکول DNA: پیش به سوی ساخت «ربات‌های نرم»
تغییر شکل هیدروژل‌ها توسط مولکول DNA: پیش به سوی ساخت «ربات‌های نرم»
هیدروژل‌ها به عنوان ساختارهای پلیمری محبوس کننده آب شناخته می‌شوند. رویکرد تغییر ساختار هیدروژل به واسطه توالی DNA، می‌تواند نوید دهنده ساخت ربات‌هایی بر پایه مواد چگال نرم در آینده باشد.

مهندسان بیوشیمی دانشگاه جان هاپکینز از توالی‌هایی از مولکول‌ DNA برای ایجاد تغییر شکل در ژل‌های بر پایه آب استفاده کرده‌اند و به این ترتیب روشی جدیدی را برای تولید ربات‌های نرم و ابزارهای هوشمندی که نیازمند استفاده از سیم، باتری یا اتصالات نمی باشند، معرفی کردند. پژوهشگران در این فرایند از توالی‌های خاصی از DNA به نام "سنجاق‌سر یا hairpin" برای ساخت هیدروژلی در ابعاد سانتی متر که قابلیت تورم به اندازه صد برابر حجم اولیه اش را دارد، استفاده کردند. در ادامه، واکنش توسط DNA متفاوت دیگری به نام سنجاق سر خاتمه دهنده متوقف می گردد. این ویژگی، جابجایی بخش‌های قابل تحرک به داخل مواد نرم را ممکن می سازد. بر همین اساس، پژوهشگران این پروژه معتقدند که این فرایند روزی می‌تواند در ساخت مواد هوشمند، ابزارهای دگرگونی، محرک‌های برنامه ریزی شده پیچیده و ربات‌های خودکار با کاربردهای مرتبط با علوم پزشکی و دریایی مؤثر واقع شود.
به منظور ارزیابی چگونگی وقوع تغییر شکل در بخش‌های مختلف هیدروژل، پژوهشگران از صنعت رایانه کمک فراوانی گرفتند و از یک رویکرد الگوبرداری تصویری مشابه با آنچه در ساخت ریزتراشه های کوچک و پیچیده به کار گرفته می شود، استفاده کردند. برای این منظور، الگوهای بیوشیمیایی متفاوتی، که هر یک در مناطق مختلف ژل واقع شده اند، طراحی شدند تا به ساختارهای متفاوت از مولکول های DNA پاسخ داده و موجب بروز خمش، تاخوردگی یا هر نوع پاسخ دیگری شوند. بنابراین می‌توان توالی‌های DNA را مشابه رمزهای رایانه‌ای در نظر گرفت. درست مثل نرم‌افزارهای کامپیوتری که می‌توانند وظایف مشخصی را جهت دهی کنند، توالی‌های DNA نیز می توانند موجب خمش یا بسط مواد، طبق یک الگوی خاص و در جایگاهی خاص، شوند.
این محققان اظهار داشتند که تغییر شکل در طبیعت پدیده عجیبی نیست و در زیست‌شناسی نیز از اهمیت بسیاری برخوردار است. برای درک این مساله کافی است به چگونگی تبدیل کرم به پروانه دقت کنید. پژوهشگران مجذوب چگونگی استفاده سلول-های زنده از سیگنال‌های شیمیایی برای تصمیم‌ گیری در مورد رشد و یا حرکت، و استفاده از انرژی شیمیایی برای ایجاد قدرت در خودشان هستند. آنها به دنبال ساخت ماشین‌هایی هستند که می توانند به طور مشابه عمل کنند. این فناوریِ جدیدِ ساخت، امکان طراحی دستگاه‌های بسیار پیچیده در ابعاد مختلف را فراهم می‌سازد.
محققان این پژوهش با استفاده از شبیه سازی‌های رایانه‌ای، نوعی قانون طراحی را به منظور تبدیل تورم زیاد هیدروژل به پاسخ تغییر- شکل مورد نظر ارائه کردند. به منظور تأیید قابلیت کنترل فعال شدن هر یک از اهداف هیدروژلی، آنها از هیدروژل‌هایی به شکل گُل و پاسخ دهنده به مولکول های DNA استفاده نمودند. در هر گل، دو مجموعه گلبرگ‌ ساخته شد و هر مجموعه به شکلی طراحی شد که فقط به یکی از دو توالی DNA مختلف پاسخ دهد. زمانی که مجموعه در معرض هر دو توالی قرار گرفت، تمام گلبرگ¬ها در پاسخ دچار جمع¬شدگی شدند. اما زمانی که فقط در معرض یکی از توالی ها قرار گرفت، تنها گلبرگ‌هایی که با آن توالی منطبق بودند، دچار جمع¬شدگی شدند.
این گروه تحقیقاتی همچنین یک سری ابزار هیدروژلی خرچنگ مانند را طراحی نمودند که در آن، شاخک‌ها، پنجه‌ها و پاها هرکدام در پاسخ به توالی DNA منطبق با خود تشکیل حلقه می دادند. این ابزارهای خرچنگی شکل توانستند حداقل به مدت 60 روز در وضعیت فعال خود باقی بمانند. حق ثبت این فناوری نوین به صورت مشروط در اختیار دانشگاه جان هاپکینز قرار دارد.
تهیه شده در گروه زیست‌فن
نقطه همگرایی زیست‌فناوری و فناوری اطلاعات

منبع :

https://scienmag.com/?p=1560420

منبع : مرکز راهبری فناوری های همگرا
نویسنده خبر : مدیر پورتال
کلید واژه
 
اخبار مرتبط
پیشگیری از پیری با درمان چین و چروک سلول ها کشتن ابر ویروس‌های مقاوم به آنتی‌بیوتیک با پلیمر مصنوعی جدید تغییر DNA مسافران مریخ تنش باعث قوی تر شدن قلب می شود نقشه راه DNA باستان ایران تهیه می‌شود بازسازی بافتی با مولکول های هدف قرار دهنده ژن تایید اولین کیت تشخیصی چند ژنی بر پایه توالی یابی نسل جدید (NGS) رابطه شاخصه‌های اسپرم با میزان PLC و اثر آن در مردان نابارور هکرهای زیستی سازندگان بدافزارهای نسل آینده ابزاری برای توالی سنجی DNA در صحنه جرم 99 درصد از میکروب‌های بدن انسان هنوز ناشناخته‌اند! میکروبها اینترنت دارند تشخیص سرطان سینوس با آزمایش خون مغز بیماران مبتلا به آلزایمر باکتری بیشتری دارد فناوری‌های مینیاتوری، نویدبخش تحولی بزرگ در تشخیص بیماری‌ها پتانسیل بالای اگزوزوم‌ برای شناسایی و درمان بیماری بیولوژی مایع رحمی: چگونه جنین را از دنیای مادر مطلع می سازد طراحی ارگانیسم های زنده‌ از پایه با استفاده از نرم‌افزار زیست شناسی مصنوعی ژنوم کاملاً مصنوعی، در آستانه تولید شناسایی ژن عامل بروز پارکینسون از سوی محققان کشور
ارسال نظر
لطفا جهت تسهیل ارتباط خود با ما، در هنگام ارسال پیام این نکات را در نظر داشته باشید:
1.ارسال پیام های توهین آمیز به هر شکل و با هر ادبیاتی با اخلاق و منش اسلامی ،ایرانی ما در تناقض است لذا از ارسال اینگونه پیام ها جدا خودداری فرمایید.

2.از تایپ جملات فارسی با حروف انگلیسی خودداری کنید.

3.از ارسال پیام های تکراری که دیگر مخاطبان آن را ارسال کرده اند خودداری کنید.

4.حداکثر کاراکتر مجاز جهت ارسال نظر 1000 کاراکتر می باشد.
نام:
ایمیل:
نظر:
 
کد امنیتی :
تولید مجدد