استفاده از اوریگامی DNA برای اندازه‌گیری نیرو در مقیاس نانومتری

به گزارش گروه علم و فناوری آنا به نقل از ستاد ویژه توسعه نانو، محققان دانشگاه لودوینگ ماکسیمیلیانس آلمان نانوابزاری معرفی کردند که می‌تواند برای تعیین مشخصات خواص فیزیکی زیست‌مولکول‌ها استفاده شود.

زیست‌شناسان همیشه با تعداد زیادی پروتئین و ژن در بدن روبه‌رو هستند که باید دقیقاً کار آنها را بدانند. یکی از سوالات زیست‌شناسان این است که این پروتئین‌ها چگونه با هم برهم‌کنش دارند و عامل اختلال یا پاسخ‌دهی آنها به اختلال چیست.

تیم لیدل از محققان این پروژه، ایده جدیدی برای این کار ارائه کرد که با استفاده از آن می‌توان نیروی ثابت بر هر ماکرومولکول را در ابعاد نانومتری اندازه‌گیری کرد. پژوهشگران این پروژه با این روش می‌توانند بگویند که آیا پروتئین یا ژن، درصورت تغییر ساختار قادر به انجام رفتار نرمال است یا نه؟

در این روش از طیف‌سنجی نیرو استفاده می‌شود که در آن نانووسیله‌ای خودآرا به کار گرفته شده ‌است. این نانووسیله نیاز به هیچ ابزاری ندارد و قادر به تحلیل تعداد زیادی مولکول به‌صورت موازی است. سرعت پردازش این روش بسیار بالاست.

با این روش، محققان می‌توانند بر محدودیت دو بعدی موجود در دستگاه میکروسکوپ نیرو غلبه کنند. در روش میکروسکوپ نیرو، از انبرک مغناطیسی و نوری استفاده می‌شود. مولکول‌های مورد مطالعه به طور مستقیم به یکدیگر متصل می‌شوند. آنها نیاز دارند تا موقعیت نمونه به‌طور دقیق کنترل شود. برای این کار محدودیت‌های زیادی وجود دارد.

تیم لیدل از محققان این پروژه می‌گوید: «این ساختارهایی که ما به کار می‌گیریم، کاملاً خودکار عمل می‌کنند. ما از این ساختارها برای مطالعه تعداد زیادی از مولکول‌ها استفاده می‌کنیم».

در این پژوهش محققان از اوریگامی DNA برای ایجاد نانوساختارهای مورد نظر استفاده کردند. نیروی اعمال‌شده روی مولکول مورد نظر موجب تغییر ساختار آن می‌شود. این تغییر، فواصل میان نشانگرهای فلورسانس را تغییر می‌دهد و از این طریق می‌توان فشار وارد شده بر ساختار را با دقت نانومتری اندازه‌گیری کرد.

این گروه از این روش برای مطالعه نوعی پروتئین اتصال دهنده موسوم به TATA استفاده کردند و اطلاعاتی درباره نقش نیروی وارد شده بر آن در عملکرد این پروتئین را ارائه کردند.