نانوربات‌ها دنیای درون سلولی را رصد می‌کنند
به گزارش سیناپرس اردبیل، ساخت یک ربات کوچک از DNA و استفاده از آن برای مطالعه فرآیندهای سلولی نامرئی با چشم غیرمسلح به نظر تخیلی می آید، درواقع این "نانو ربات" بسیار نوآورانه باید امکان مطالعه دقیق‌تر نیروهای مکانیکی اعمال شده در سطوح میکروسکوپی را فراهم کند که برای بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی و پاتولوژیک بسیار مهم هستند.
سلول‌های ما در معرض نیروهای مکانیکی هستند که در مقیاس میکروسکوپی اعمال می‌شوند و سیگنال‌های بیولوژیکی را برای بسیاری از فرآیندهای سلولی درگیر در عملکرد طبیعی بدن ما یا در ایجاد بیماری‌ها تحریک می‌کنند. برای مثال، احساس لامسه تا حدی مشروط به اعمال نیروهای مکانیکی بر گیرنده‌های سلولی خاص. علاوه بر لمس، این گیرنده‌ها که به نیروهای مکانیکی حساس هستند (مکانورگیرنده‌ها) می‌توانند سایر فرآیندهای بیولوژیکی کلیدی مانند انقباض عروق خونی، درک درد، تنفس یا حتی تشخیص امواج صوتی در گوش و غیره را تنظیم کنند. اختلال عملکرد این حساسیت مکانیکی سلولی در بسیاری از بیماری‌ها دخیل است.
به عنوان مثال سرطان: سلول‌های سرطانی از طریق صدا در بدن مهاجرت می‌کنند و دائماً با خواص مکانیکی ریزمحیط خود سازگار می‌شوند. چنین سازگاری تنها به این دلیل امکان پذیر است که نیروهای خاصی توسط گیرنده های مکانیکی که اطلاعات را به اسکلت سلولی منتقل می کنند، شناسایی می شوند. چندین فناوری در حال حاضر برای اعمال نیروهای کنترل شده و مطالعه این مکانیسم ها در دسترس هستند. آنها بسیار پرهزینه هستند و به ما اجازه نمی دهند چندین گیرنده سلولی را در یک زمان مطالعه کنیم، که اگر بخواهیم داده های زیادی را جمع آوری کنیم، استفاده از آنها بسیار زمان بر است.
ساختارهای اوریگامی DNA
به منظور پیشنهاد جایگزینی، تیم تحقیقاتی به سرپرستی محقق اینسرم، در مرکز زیست شناسی ساختاری تصمیم گرفتند از روش اوریگامی DNA استفاده کنند. این امر امکان مونتاژ نانوساختارهای سه بعدی را به شکل از پیش تعریف شده با استفاده از مولکول DNA به عنوان ماده ساختمانی فراهم می کند.
طی ده سال گذشته، این تکنیک باعث پیشرفت های عمده در زمینه فناوری نانو شده است. این محققین را قادر ساخت تا یک "نانو ربات" متشکل از سه ساختار اوریگامی DNA طراحی کنند. از نظر اندازه نانومتریک، با اندازه یک سلول انسانی سازگار است. چنین ابزاری برای تحقیقات پایه بسیار ارزشمند است، زیرا می‌توان از آن برای درک بهتر مکانیسم‌های مولکولی درگیر در حساسیت مکانیکی سلول و کشف گیرنده‌های سلولی جدید حساس به نیروهای مکانیکی استفاده کرد. به لطف این ربات، دانشمندان همچنین می توانند با دقت بیشتری مطالعه کنند که در چه لحظه ای، هنگام اعمال نیرو، مسیرهای سیگنالینگ کلیدی برای بسیاری از فرآیندهای بیولوژیکی و پاتولوژیک در سطح سلول فعال می شود.
طراحی رباتی که امکان استفاده در شرایط in vitro و in vivo نیروهای پیکونیوتن را فراهم می کند، تقاضای رو به رشد در جامعه علمی را برآورده می کند و نشان دهنده یک پیشرفت تکنولوژیکی بزرگ است. با این حال، زیست سازگاری ربات را می توان یک مزیت برای کاربردهای in vivo در نظر گرفت، اما همچنین ممکن است نشان دهنده ضعف با حساسیت به آنزیم هایی باشد که می توانند DNA را تجزیه کنند. بنابراین گام بعدی ما مطالعه این خواهد بود که چگونه می‌توانیم سطح ربات را طوری اصلاح کنیم که حساسیت کمتری نسبت به عملکرد آنزیم‌ها داشته باشد. ما همچنین سعی خواهیم کرد تا با استفاده از یک میدان مغناطیسی، حالت های دیگری از فعال سازی ربات خود را پیدا کنیم.
منبع: science daily
مترجم: پریناز نصرتی
