افزایش سرعت محاسبات مربوط به DNA با قطرات مایع

به گزارش سیناپرس همدان، این اندامک‌ها، که تراکم بیومولکولی نیز نامیده می‌شوند، قطرات مایعی هستند که عملکردهای سلولی خاصی از جمله تنظیم ژن و پاسخ استرس را انجام می‌دهند.
اکنون یک تیم تحقیقاتی مشترک به سرپرستی پروفسور یونگدای شین و دو-نیون کیم در دانشگاه ملی سئول اعلام کردند که از خواص منحصر به فرد مولکول های DNA خودتجمعی برای ساختن ساختار های متراکم مصنوعی با ترکیبات و قابلیت های قابل برنامه ریزی استفاده کرده اند.
محققان داربست های DNA را با موتیف هایی برای خود تجمعی و همچنین به کارگیری ویژه اهداف DNA طراحی کردند. در محدوده مناسبی از غلظت نمک و دما، داربست‌های DNA مهندسی شده تحت جداسازی فاز مایع- مایع قرار گرفتند تا ساختارهای مایع متراکمی را تشکیل دهند که به شیوه‌ای بسیار شبیه به سلول‌های زنده سازماندهی شده‌اند. ساختارهای مایع DNA مصنوعی می توانند مولکول های DNA هدف خاصی را جذب کنند و محققان نشان دادند که درجه جذب را می توان دقیقاً در سطح توالی DNA تعریف کرد.
سپس آنها با استفاده از اجزای محاسباتی DNA به عنوان هدف، ساختارهای مایع متراکم مصنوعی را دارای ویژگی هایی کردند. محاسبات DNA به دلیل ظرفیت ذاتی محاسبات موازی به طور گسترده برای کاربردهای مهندسی زیستی و پزشکی مختلف اجرا شده است. با این حال، سرعت آهسته فرآیند محاسبات فردی یک اشکال بزرگ بوده است. با ساختارهای مایع متراکم DNA مصنوعی، شین و تیمش نشان دادند که محاسبات DNA از جمله عملیات گیت منطقی، زمانی که با ساختارهای مایع متراکم جفت می‌شود، به شدت افزایش یافته و بیش از ده برابر شده است.
معماری داربست‌های DNA همچنین امکان به کار گیری انتخابی عملیات محاسباتی خاص را در میان بسیاری دیگر که به صورت موازی اجرا می‌شوند را فراهم می‌کند، که مکانیزم دروازه‌ای مبتنی بر سینتیک جدید را فعال می‌کند. محققان انتظار داشتند که سیستم آنها می تواند به طور گسترده در مدارهای مختلف DNA برای تشخیص بیماری، حسگرهای زیستی و سایر محاسبات مولکولی پیشرفته به کار رود.

نتایج این مطالعه در Science Advances منتشر شد.
منبع: news-medical
مترجم: کیانوش کرمی