Τεχνητό υλικό αυτοαναπαράγεται χάρη στην επικάλυψη του με DNA

Πηγή: ANI, 4 Νοεμβρίου 2008

Ενώ οι ζωντανοί οργανισμοί είναι γνωστοί για την ικανότητά τους να αναπαράγονται, οι επιστήμονες ήδη έχουν δημιουργήσει με επιτυχία ένα τεχνητό υλικό που μπορεί να αντιγράφει επανειλημμένα τον εαυτό του.

Ο στόχος των ερευνητών είναι να δημιουργήσουν υλικά, τα οποία να μπορούν να αυτοαναπαραχθούν σαν να ήσαν ζωντανοί οργανισμοί. Χρησιμοποιώντας λοιπόν σωματίδια μικροκλίμακας, επιστήμονες - με επικεφαλής τον Paul Chaikin του πανεπιστημίου της Νέας Υόρκης που έχει ήδη κατοχυρώσει την πατέντα - επίστρωσαν με DNA μικροσκοπικά σωματίδια και έδειξαν ότι όταν βρεθούν σε διάλυμα, τα σωματίδια αυτά αυτο-οργανώνονται σε μονάδες ικανές να αναπαραχθούν.

Η ριζοσπαστική τεχνική τους βασίζεται στο γεγονός ότι οι αλληλουχίες του DNA μπορούν να σχεδιαστούν, έτσι ώστε να αναγνωρίζουν και να δημιουργούν δεσμούς μεταξύ τους.

Οι επιστήμονες υποστήριξαν ότι μια προσεκτική σχεδίαση αυτών των αλληλουχιών, θα μπορούσε να τους επιτρέψει να οικοδομήσουν διάφορες δομές, σαν μικροσκοπικούς ανάγλυφους χάρτες.

Η τεχνική μπορεί να εφαρμοστεί σε διάφορα υλικά, όπως σωματίδια πλαστικού, γυαλιού ή μετάλλου, που όλα μπορούν να επιστρωθούν με DNA και στη συνέχεια να καθοδηγηθούν, ώστε να αυτοσυναρμολογηθούν σε πολύπλοκα αντικείμενα.

Ακόμα μπορούν να αυτοαντιγραφούν, με την προσκόλληση άλλων σωματιδίων επιστρωμένων με DNA, με τέτοιο τρόπο που να δημιουργηθούν ακριβή αντίγραφα του ίδιου πράγματος.

Οι δεσμοί του DNA μπορεί να σφυρηλατηθούν και να σπάσουν απλώς και μόνο με τη θέρμανση και την ψύξη του μίγματος, ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθούν χημικές ουσίες για την τροποποίηση των συνδεδεμένων ακολουθιών σε κάθε κύκλο της αναπαραγωγής έτσι ώστε να παράγουν εξαιρετικά πολύπλοκες δομές.

Μια τέτοια τεχνική της δημιουργίας νέων υλικών θα μπορούσε να ανοίξει το δρόμο για την οικοδόμηση τακτικών δομών, όπως αυτά που χρησιμοποιούνται στη μικροηλεκτρονική. Στην πραγματικότητα, θα μπορούσε να παραχθούν εντελώς νέα υλικά, όπως φωτονικοί κρύσταλλοι που ελέγχουν την κίνηση του φωτός στο εσωτερικό τους με τον ίδιο τρόπο όπως ρέει ο ηλεκτρισμός μέσω των ημιαγωγών.

Οι ερευνητές λένε ότι η μέθοδος αυτή είναι ιδιαίτερα κατάλληλη για κολλοειδή σωματίδια μεγέθους μερικών μικρών, που αιωρούνται σε ένα ρευστό. Τόνισαν δε ότι τα πειράματα σε κολλοειδή έχουν αποδείξει ότι  είναι δυνατή η αυτο-αναπαραγωγή.

Τέλος οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αν τοποθετηθεί σε κολλοειδή σωματίδια μια σειρά από επιχρίσματα DNA (σαν ετικέτες) που φθορίζουν σε διαφορετικά μήκη κύματος, μπορεί να μετατραπεί ένα τέτοιο μείγμα σε μια συλλογή από διατεταγμένες γραμμές σωματιδίων μόλις προστεθεί μια αυτο-αναπαραγόμενη αρχική δομή.