Bilim insanlarına göre gelecekte minik DNA tabanlı robotlar ve diğer nano cihazlar vücuda ilaç vererek ölümcül patojenleri tespit edebilecek ve giderek daha küçük elektronikler üretmeye yardımcı olacak. Geçtiğimiz günlerde araştırmacılar, çok daha karmaşık DNA robotları ve nano cihazlar tasarlayabilen yeni bir araç geliştirerek geleceğe doğru büyük bir adım attılar.
Ohio Eyalet Üniversitesinin mühendislik doktora öğrencisi Chao-Min Huang liderliğindeki bilim insanları, “MagicDNA” adını verdikleri yeni bir yazılım açıkladı. Araştırmanın ortak yazarı ve Ohio State’de mekanik ve havacılık mühendisliği doçenti olan Carlos Castro, söz konusu yazılımla birlikte tasarlanması önceden birkaç gün süren nano cihazların artık sadece birkaç dakikada tamamlanabildiğini söylüyor. Bu gelişme de araştırmacılara çok daha karmaşık ve kullanışlı nano cihazlar ve DNA robotları yapabilme fırsatı tanıyacak. Aynı zamanda Castro’ya göre daha karmaşık nano cihazlar yapabilmek tek bir cihazla birden fazla görevi gerçekleştirebilecekleri anlamına geliyor. Buna ilişkin bir örnek veren Castro, “Kan dolaşımına enjekte edildikten sonra belirli bir patojeni tespit edebilen DNA robotları geliştirilebilecek. Cihaz sadece bununla da sınırlı kalmayacak üstelik patojenleri yakalayabilecek veya ilaç enjekte edebilecek. Bir uyarıcıya belirli bir şekilde yanıt veren veya belirli bir şekilde hareket eden robotlar tasarlayabilmek istiyoruz” diyor.
Simülasyona izin verebiliyor
Ohio State’de mekanik ve havacılık mühendisliği profesörü olan çalışmanın ortak yazarı Hai-Jun Su ise “Daha önce, yaklaşık altı ayrı bileşene sahip cihazlar oluşturabiliyor ve bunları eklemler ve menteşelerle birleştirebiliyorduk ve bunların karmaşık hareketler gerçekleştirmesini sağlamaya çalışabiliyorduk” diyerek yeni yazılımla artık kontrol etmesi çok daha kolay olan 20’den fazla bileşene sahip robotlar veya diğer cihazlar yapmanın hiç de zor olmadığını söylüyor. Hai-Jun Su’ya göre bu, yapmalarını istedikleri karmaşık eylemleri gerçekleştirebilecek nanohücreler tasarlama becerileri için büyük bir adım anlamına geliyor.
Yazılımın sağlamış olduğu avantajlar bunlarla sınırlı değil… Yazılım, araştırmacılara tüm tasarımı 3B olarak gerçekleştirmelerine izin veriyor. Daha önceki tasarım araçları, araştırmacıları tasarımlarını 3 boyutlu olarak haritalandırmaya zorlayarak, yalnızca 2 boyutlu tasarıma izin veriyordu. Bunun dışında yazılım, tasarımcıların “aşağıdan yukarıya” veya “yukarıdan aşağıya “DNA yapıları oluşturmasına da olanak tanıyor. “Aşağıdan yukarıya” tasarımda, araştırmacılar tek tek DNA zincirlerini alıyor ve onları istedikleri yapı içinde nasıl organize edeceklerine karar veriyor, bu da yerel cihaz yapısı ve özellikleri üzerinde hassas kontrol sağlıyor. Öte yandan DNA ipliklerinin nasıl bir araya getirileceğini otomatikleştiren “yukarıdan aşağıya” bir yaklaşım da benimseyebiliyorlar. Castro, bu iki yaklaşımı birleştirmenin, bireysel bileşen özellikleri üzerinde hassas kontrol sağlarken, genel geometrinin karmaşıklığını arttırmaya izin verdiğini söylüyor. Yazılımın bir diğer önemli unsuru da tasarlanan DNA cihazlarının gerçek dünyada nasıl hareket edeceğine ve çalışacağına dair simülasyonlara izin vermesi… Buna ilişkin olarak Castro, “Cihazlarımızın gerçekte nasıl çalışacağını simüle edebilmek kritik önem taşıyor. Aksi takdirde, çok fazla zaman harcıyoruz” diyerek bu özelliğin önemini vurguluyor.
DNA nano cihazların ticari uygulamaları da gelecek
Kimya ve biyomoleküler mühendisliği alanında doktora öğrencisi olan ortak yazar Anjelica Kucinic de oluşturdukları cihazlardan bazılarının daha küçük nesneleri alabilen pençeli robot kollara sahip bir uçağa benzeyen yüz nanometre boyutunda bir yapı olduğunu söyleyerek “Bu cihazlar insan saçının genişliğinden 1000 kat daha küçük “diyor. Castro’ya göre ise önümüzdeki birkaç yıl boyunca “MagicDNA” yazılımı üniversitelerde ve diğer araştırma laboratuvarlarında kullanılabilecek hatta gelecekte kullanımı genişleyebilecek. DNA nanoteknolojisine olan ticari ilginin gün geçtikçe arttığını söyleyen Castro, “Önümüzdeki beş ile 10 yıl içinde DNA nano cihazların ticari uygulamalarını görmeye başlayacağımızı düşünüyorum ve bu yazılımın bunu yönetmeye yardımcı olabileceği konusunda iyimseriz” diyor.
Kaynak:
https://www.laboratoryequipment.com/575245-DNA-Robots-Designed-in-Minutes-Instead-of-Days/
