DNA’dan yapılmış, altın nanopartiküller veya virüsler gibi küçük nesneleri tutmak için kullanılabilen, eklemli parmaklara sahip nanorobotik bir el tasarlandı.

DNA, nanometre ölçeğinde biyouyumluluk, programlanabilir mekanik ve yapısal işlenebilirlik özelliklerine sahip. Bu da onu biyomedikal uygulamalarda yüksek hassasiyetli nanorobotikler oluşturmak için çok yönlü bir malzeme hâline getirmekte.

Illinois Üniversitesinden Xing Wang ve meslektaşları; insan eli, kuş pençeleri ve doğada evrimleşmiş bakteriyofajlardan esinlenerek bir avuç içi ve dört bükülebilir parmak içeren “NanoGripper (nano kıskaç)” adı verilen, DNA’dan oluşan bir nanorobotik el tasarladılar. Bu tasarımı; “DNA origami” adı verilen uzun ve tek bir DNA sarmalının, uzun sarmal üzerindeki belirli dizilerle eşleşen daha kısa DNA parçalarıyla birbirine “zımbalandığı” bir yöntem kullanarak geliştirdiler.

Her Nano Kıskaç parmağı, diğer varlıklara bağlanmaya yanıt olarak bükülebilen iki esnek ve döndürülebilir eklemle birbirine bağlanan üç hareket noktası içerir. Nano Kıskaç, altın nanopartiküller ve SARS-CoV-2 virüsü de dâhil olmak üzere farklı boyutlardaki çeşitli nesnelerle etkileşime girecek ve onları yakalayacak şekilde oluşturuldu.

Araştırmacılar, ellerin ne için kullanılabileceğini göstermek için bir dizi deney yaptı. Kavrama yeteneğini görebilmek adına 50 ila 100 nanometre çapındaki altın parçacıklarına tamamlayıcı DNA şeritleri eklediler ve nano parmaklar onları kavrayabildi. Başka bir testte, bu parmak yapılarına SARS-CoV-2 virüsünün spike proteinine bağlanan fazladan DNA parçaları eklediler. Bu sayede nano kıskaç virüsleri yakaladı ve yakalananlar, bir kültürde büyüyen diğer hücrelere bulaşamadı.

Wang ve meslektaşları, cihazların hücrelere farklı maddeler sokmak için kullanılıp kullanılamayacağını araştırdıklarını söylüyor. Bu tür uygulamalar için Nano Kıskaçların bir avantajı, normal DNA’nın kandaki enzimler tarafından hızla parçalanmasına karşın DNA origami yapılarının daha kararlı olması.

Wang, iplikçikler arasında ekstra bağlar oluşturmak için ultraviyole ışık kullanılarak veya bunları belirli polimerlerle kaplayarak daha uzun süre dayanmalarının sağlanabileceğini söylüyor. Wang ayrıca bir süre önce, farklı DNA nano yapıları ile hayvan testlerine başladıklarını da bildirdi.

Derleyen: Nazlıcan Vatansever