ДНК Nanotubes Может Скоро Найти Их Путь В Новое поколение Ультракрошечных Электронных И Биомедицинских Новшеств

Главная Категория: Биология / Биохимия
Также Включенный В: Промышленность Pharma / Промышленность Биотехнологии;  Генетика;  ЭТО / Интернет / электронная почта
Дата Статьи: 05 Янов 2009 - 1:00 PST

электронная почта на принтер друга дружественное представление / пишет статью нормы мнений 

Аризонские исследователи государственного университета Hao Yan и Yan Liu воображают и собирают запутанные структуры в масштабе, почти неизмеримо маленьком. Их среда - двойно-винтовая молекула ДНК, универсальное предложение строительного материала около безграничного строительного потенциала.

В проблеме 2 января 2009 Науки Yan и Liu, исследователи в Институте Biodesign ASU и способности в Отделе Химии и Биохимии, показывают впервые трехмерный характер ДНК nanotubules, колец и спиралей, каждый несколько сотен тысячных частей диаметр человеческих волос. Они ДНК nanotubes и другой синтетический nanostructures могут скоро найти их путь в новое поколение ультракрошечных электронных и биомедицинских новшеств.

Yan и Liu работают в быстро распространяющейся области структурной нанотехнологии ДНК. Копируя страницу с путеводителя природы, они используют для своей выгоды замечательные свойства молекулы ДНК самособрания. Когда подобные ленте берега молекулы примирены, они закрепляют друг к другу как полосы Застёжки на липучке, согласно простым правилам, управляющим соединением их четырех химических оснований, (маркировал A, C, T и G). От этого скудного алфавита природа скрутила сгибающее ум разнообразие форм. ДНК достигает этого через клеточный синтез структурных белков, закодированных для определенными последовательностями оснований. Такие белки - фундаментальные элементы живущего вопроса, формируя стены ячейки, суда, ткани и органы. Но сама ДНК может также сформировать устойчивые архитектурные структуры, и может искусственно умасливаться в выполнение так.

В его исследовании Yan был очень вдохновлен nanoscale изобретательностью в естественном мире: "Одноклеточные существа как океанские диатомовые водоросли," он указывает, "содержат самособранная архитектура белка." Эти разнообразные формы огромного деликатеса и organismic практичности часто - результат организованного самособрания и органического и неорганического материала.

Ученые в области структурной нанотехнологии ДНК, включая команду доктора Yan's, ранее продемонстрировали, что заранее приготовленные элементы ДНК могли быть вызваны самособраться, формируя полезные nanostructural платформы или "плитки". Такие плитки в состоянии хватать вместе - со спецификой части мозаики - через соединение основы, формируя большие множества.

Yan и работа Liu's в Науке отвечают на одну из фундаментальных проблем в нанотехнологии и науке материалов, постройке форм молекулярного уровня в трех измерениях. Чтобы сделать так, команда использует золото nanoparticles, который может быть помещен в единственно переплетенную ДНК, заставляя эти гибкие молекулярные множества плитки согнуться далеко от nanoparticles, завиваясь в замкнутые контуры или формируя весенние спирали или вложенные кольца, примерно 30 - 180 миллимикронов в диаметре.

Золото nanoparticles, которые принуждают берега ДНК, чтобы образовать дугу назад на себе, производит силу, известную как "стерическая помеха,", чья величина зависит от размера используемой частицы. Используя эту стерическую помеху, Yan и Liu показали впервые, что ДНК nanotubules может быть определенно предписана виться в закрытые кольца с высокой выработкой.

Когда золотые частицы на 5 миллимикронов использовались, более умеренная стерическая помеха направила плитки ДНК, чтобы свернуться и присоединиться к дополнительным соседним сегментам, часто формируя спирали переменного диаметра в дополнение к закрытым кольцам. Золотая частица на 10 миллимикронов однако, проявленная большая стерическая помеха, направляя более сильно принужденное завивание, который, произведенные главным образом закрытые трубочки. Yan подчеркивает, что частица не только участвует в процессе самособрания как направленный материал, но также и как активный агент, вызывая и руководящее формирование nanotube.

С помощью Anchi Cheng и Jonanthan Brownell в Научно-исследовательском институте Scripps, они использовали технику отображения, известную как электрон cryotomography, чтобы обеспечить первые проблески неуловимой 3-ьей архитектуры ДНК nanotubules. "Вы быстро замораживаете образец в стекловидном льду," объясняет он, описывая процесс. "Это сохранит родную структуру структуры." Последующее отображение под различными наклоненными углами позволяет реконструкцию трехмерного nanostructure, с золотыми частицами, обеспечивающими достаточную электронную плотность для свежей визуализации.

ДНК nanotubules скоро будет готова присоединиться к их углероду nanotube кузены, обеспечивая гибкие, эластичные и manipulatable структуры на молекулярном уровне. Распространение контроля над 3-ьей архитектурой положит фонд для будущих заявлений в фотометрии, photovoltaics, сенсорном экране и гибких показах, так же как для далеко идущих биомедицинских продвижений.

"Способность построить трехмерные структуры через самособрание является действительно захватывающей," говорит Yan. "Это в широком масштабе параллельно. Вы можете одновременно произвести миллионы или триллионы копий."

Yan и Liu полагают, что управляемый трубчатый nanostructures, имеющий nanoparticles, может быть применен к проекту электрических каналов для коммуникации ячейки ячейки или использоваться в постройке различных nanoelectrical устройств.

----------------------------
Статья, приспособленная Медицинскими Новостями Сегодня из оригинального пресс-релиза.
----------------------------

Об Институте Biodesign в ASU

Институт Biodesign в Аризонском государственном университете преследует исследование, чтобы создать персонифицированную медицинскую диагностику и обработки, опередить инфекционную болезнь, убрать окружающую среду, развить альтернативные источники энергии, и обеспечить более безопасный мир. Используя подход команды, который плавит биологические науки с nanoscale разработкой и передовым вычислением, Институт Biodesign сотрудничает с академическими, индустриальными и государственными организациями глобально, чтобы ускорить эти открытия на рынок. За дополнительной информацией, пойдите в: -/a>

Написанный Richard Harth
Автор Науки
Институт Biodesign
Аризонский государственный университет

Источник: Joe Caspermeyer
Аризонский государственный университет

Пожалуйста оцените эту статью: (Толпитесь по звездам тогда щелкните к норме),

Пациент / Общественность:

или

Работник здравоохранения:

Свяжитесь с Нашими Редакторами Новостей

Для любых исправлений фактической информации, или связываться с редакторами пожалуйста используйте нашу форму обратной связи.

Пожалуйста пошлите любые медицинские новости или пресс-релизы новостей здоровья: