डीएनए से बना एक छोटा सा रोबोट

इन्सेरम, सीएनआरएस, और यूनिवर्सिटी डी मोंटपेलियर के वैज्ञानिकों ने मोंटपेलियर में स्ट्रक्चरल बायोलॉजी सेंटर में डीएनए से एक छोटा सा रोबोट बनाया है। नैनो-रोबोट सूक्ष्म स्तर पर लागू की जाने वाली यांत्रिक बलों के अध्ययन के लिए एक करीबी अध्ययन के लिए अग्रणी हो सकता है, जो विभिन्न जैविक और रोगसूचक प्रक्रियाओं के लिए महत्वपूर्ण हैं।

अध्ययन नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित किया गया था।

सेल्युलर मैकेनोसेंसिटिविटी

हमारी कोशिकाएं सूक्ष्म स्तर पर लगाए गए यांत्रिक बलों का सामना करती हैं, और ये बल जैविक संकेतों को ट्रिगर करते हैं जो हमारे शरीर के सामान्य कार्य या कुछ बीमारियों के विकास के लिए जिम्मेदार कई सेल प्रक्रियाओं के लिए आवश्यक हैं।

सेल्युलर मैकेनोसेंसिटिविटी की असामान्यता विभिन्न बीमारियों में शामिल है जहां प्रभावित कोशिकाएं अपने माइक्रोएनवायरनमेंट के यांत्रिक गुणों के चारों ओर और अनुकूलन द्वारा शरीर के भीतर प्रवास करती हैं। यह अनुकूलन केवल इसलिए संभव है क्योंकि विशिष्ट बल मैकेनोरिसेप्टर द्वारा पता लगाया जाता है, जो जानकारी को कोशिका साइटोस्केलेटन को प्रसारित करता है।

हमारा वर्तमान ज्ञान सेल मैकेनोसेंसिटिविटी में शामिल आणविक तंत्र के बारे में बहुत सीमित है, इसलिए इन्सेरम अनुसंधानकर्ता गेटन बेलोट के नेतृत्व में अनुसंधान टीम ने स्ट्रक्चरल बायोलॉजी सेंटर (इन्सेरम/सीएनआरएस/यूनिवर्सिटी डी मोंटपेलियर) में डीएनए ऑरिगेमी विधि नामक एक वैकल्पिक विधि का उपयोग करने का फैसला किया।

डीएनए ऑरिगेमी विधि

डीएनए ऑरिगेमी विधि 3डी नैनोस्ट्रक्चर को एक पूर्वनिर्धारित रूप में डीएनए अणु का उपयोग निर्माण सामग्री के रूप में करके स्व-assembly की अनुमति देती है। तकनीक नैनोटेक्नोलॉजी क्षेत्र में महत्वपूर्ण प्रगति के लिए जिम्मेदार है।

टीम ने विधि का उपयोग एक “नैनो-रोबोट” डिजाइन करने के लिए किया जो तीन डीएनए ऑरिगेमी संरचनाओं से बना है। यह मानव कोशिका के आकार के साथ संगत है, और पहली बार, यह 1 पिकोन्यूटन के संकल्प के साथ एक बल लागू करने और नियंत्रित करने की अनुमति देता है, जो एक न्यूटन का एक ट्रिलियनवां हिस्सा है। एक न्यूटन की तुलना पेन पर क्लिक करने वाली उंगली के बल से की जा सकती है।

नई विकास पहली बार है जब एक मानव-निर्मित और स्व- असेंबल्ड डीएनए-आधारित वस्तु इस स्तर की सटीकता के साथ बल लागू कर सकती है।

टीम ने रोबोट को एक अणु के साथ जोड़ा जो एक मैकेनोरिसेप्टर को पहचानता है, जिससे उन्हें कुछ कोशिकाओं को रोबोट का मार्गदर्शन करने की अनुमति मिली। उन्होंने कोशिकाओं की सतह पर स्थित लक्षित मैकेनोरिसेप्टर्स पर विशिष्ट बल भी लागू किए।

उपकरण मूलभूत अनुसंधान के लिए बहुत मूल्यवान साबित हो सकता है। यह विशेषज्ञों को सेल मैकेनोसेंसिटिविटी में शामिल आणविक तंत्र को बेहतर ढंग से समझने में मदद कर सकता है, साथ ही यांत्रिक बलों के प्रति संवेदनशील नए सेल रिसेप्टर्स की खोज में भी मदद कर सकता है।

“एक रोबोट का डिजाइन जो प्रयोगशाला में और जीवित प्राणी में पिकोन्यूटन बलों को लागू करने की अनुमति देता है, वैज्ञानिक समुदाय में बढ़ती मांग को पूरा करता है और एक प्रमुख तकनीकी प्रगति का प्रतिनिधित्व करता है। हालांकि, रोबोट की जैव संगतता को एक优势 के रूप में माना जा सकता है जो जीवित प्राणी में अनुप्रयोगों के लिए है, लेकिन यह डीएनए को खराब करने वाले एंजाइमों के प्रति संवेदनशीलता की कमजोरी का भी प्रतिनिधित्व कर सकता है। इसलिए, हमारा अगला कदम यह अध्ययन करना होगा कि हम रोबोट की सतह को कैसे संशोधित कर सकते हैं ताकि यह एंजाइमों की क्रिया के प्रति कम संवेदनशील हो। हम अपने रोबोट को सक्रिय करने के लिए, उदाहरण के लिए, एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करके अन्य तरीकों की खोज करने का भी प्रयास करेंगे,” बेलोट कहते हैं।