ترکیب نانومیله طلا و DNA برای انجام محاسبات منطقی

محققان سنگاپوری با استفاده از رشته‌های DNA و نانو میله طلا موفق به ارائه سامانه‌ محاسباتی شدند که قادر به انجام عملیات‌ محاسباتی منطقی است.

کد خبر: ۱۶۶۳۷۹

تاریخ: ۰۵ مرداد ۱۳۹۶ - ۱۰:۴۱

به گزارش ایران اکونومیست به نقل  از ستاد ویژه توسعه فناوری نانو، محققان موسسه آاستار سنگاپور با افزودن رشته ‌های DNA به محلول حاوی نانومیله ‌های طلا موفق به ارائه سیستم ساده ‌ای شدند که می‌ تواند عملیات منطقی ساده نظیر OR و NOT را هنگام وارد کردن مولکول ویژه‌ای محاسبه کند، این سامانه می‌ تواند در سیستم ‌های تشخیصی سریع و پیچیده مورد استفاده قرار گیرد.
ادوات تشخیص کلینیکی مبتنی بر شناسایی زیست‌ شناساگرهای بیماری و پاتوژن موجود در نمونه‌ های خون یا سیالات زیستی هستند، این ادوات می ‌توانند خیلی ساده بگویند که یک زیست‌ شناساگر در نمونه وجود دارد یا خیر.
توانایی انجام عملیات منطقی نظیر AND و OR برای دو یا چند زیست ‌نشانگر می‌ تواند توان تشخیصی این آزمایش ها را افزایش دهد. برای ساخت گیت‌های منطقی زیست‌ مولکولی نیاز به اصلاحات شیمیایی است که بتواند تولید چنین سامانه‌ هایی را امکان‌پذیر کند.
زایو دی سو و همکارانش با همکاری محققانی از دانشگاه کالج لندن اقدام به ساخت این سامانه تشخیصی مبتنی بر نانومیله‌ های طلا کردند.
سو می‌ گوید: ' ما در این پروژه از تنظیمات ژنی استفاده کردیم؛ یکی از دقیق ‌ترین مکانیسم ‌های موجود در طبیعت که از آن برای ارائه فناوری محاسبات زیستی استفاده می شود.'
نانو میله ‌های طلا نور را با طول موج ویژه‌ ای متناسب با ابعاد میله جذب می‌ کنند. اما درجه جذب نانومیله‌ ها با تراکم و تجمع نانومیله ‌ها در محلول تعیین می ‌شود. این گروه تحقیقاتی از رشته‌ های دوگانه DNA استفاده کردند که به محلول حاوی نانو میله اضافه شده‌ است. میزان تجمع نانومیله‌ها بستگی به غلظت DNA دارد.
این گروه تحقیقاتی محلولی دارای عناصر گیرنده استروژن ایجاد کردند که نسبت به پروتئین این گیرنده ‌ها پاسخ می‌ دهد. این گروه دریافتند که این سیستم می‌ تواند درصورت تغییر جذب از کم به زیاد، نتیجه OR را بدهد و زمانی که یک یا هر دو پروتئین مربوط به این پروتئین در محیط وجود داشته باشد، نتیجه NOT به افزودن DNA داده می‌شود.
این روش بی ‌نیاز از ادوات پیچیده بوده و می ‌تواند کاربردهای وسیعی داشته باشد.
نتایج این پروژه در قالب مقاله‌ای با عنوان A plasmonic multi-logic gate platform based on sequence-specific binding of estrogen receptors and gold nanorods در نشریه Nanoscale منتشر شده‌ است.