WUMed | Zegar z DNA
14 maja 2019
Czy wiesz, że...

Natura jest mistrzynią w konstruowaniu biologicznych maszyn i obwodów, które chociażby regulują nasz wewnętrzny zegar, nadzorują kopiowanie genów i pomagają komórkom się poruszać. Obecnie inżynierowie uczą się projektować i konstruować nowe urządzenia biochemiczne, jak nanofabryki, obwody biologiczne, a nawet komputery molekularne.

Dotychczas w pracach tego typu wykorzystywano przede wszystkim istniejące składniki komórek (na przykład enzymy), ale są również badacze, którzy wolą zaczynać od podstaw. Ci „molekularni programiści” sięgają po DNA jako język programowania. Ich celem jest skonstruowanie obwodów i maszyn, które będą konkurencyjne wobec swoich naturalnych odpowiedników. Ostatnio odnieśli wielki sukces, budując pierwszy oscylator, a więc zegar molekularny, wykonany wyłącznie z DNA.

To przełomowe osiągnięcie opisane w grudniu minionego roku w Science dowodzi, że DNA nie jest wyłącznie biernym nośnikiem informacji genetycznych. Przeciwnie, jak wyjaśnia David Soloveichik, inżynier elektryk i informatyk z University of Texas w Austin, DNA jest cząsteczką, która sama w sobie jest „zdolna do złożonego zachowania”. Oscylator zbudowany z DNA jest olbrzymim wyczynem bioinżynierii i ma szansę stać się integralnym elementem kolejnych przełomowych osiągnięć biologii syntetycznej, jak czasowa kontrola procesów w sztucznych komórkach, regulowanie przebiegu uwalniania leków i synchronizacja komputerów molekularnych.
Aby skonstruować urządzenie, Soloveichik, Niranjan Srinivas, ówczesny doktorant California Institute of Technology, oraz ich współpracownicy opracowali kompilator DNA, czyli zestaw algorytmów, które umożliwiają programiście wydawanie poleceń odnośnie do budowy cząstek bez wnikania w skomplikowaną biochemię. Program tłumaczy polecenia na sekwencje DNA, które są syntezowane i mieszane ze sobą. Nici ulegają samoorganizacji, tworząc maszyny molekularne.

Korzystając z kompilatora, zespół zaprogramował prototypowy oscylator DNA, który wytwarza powtarzające się ciągi impulsów „tik” i „tak”. Soloveichik wyjaśnia, że w ten sam sposób można by uzyskać bardziej złożone zachowanie, na przykład, zmianę szybkości zegara w odpowiedzi na sygnały chemiczne. Zegary tego typu powinny w końcu umożliwić wykonywanie obliczeń chemicznych – wszakże pierwsze komputery mechaniczne były wyrafinowanymi zegarami.

Peng Yin, biolog systemów z Harvard University, który nie był zaangażowany w opisywane badania, przyznaje, że jest pod wrażeniem wykonanej pracy, którą nazywa „ważnym krokiem w kierunku programowania molekularnego, nanotechnologią opartą na dynamice DNA i biologią syntetyczną in vitro”. Co więcej, wziąwszy pod uwagę, że według naukowców początki życia są związane z podobnymi do DNA cząsteczkami RNA, Solovoichik uważa, że „ujawnienie możliwości niestandardowego i nieoczekiwanego zachowania kwasów nukleinowych, jak DNA i RNA, poszerzyło nasze rozumienie pochodzenia życia.”

https://www.swiatnauki.pl/8,1716.html
 


instytucje współpracujące
Centrum
Konferencyjno-Szkoleniowe
Fundacji
Nowe Horyzonty

Bobrowiecka 9, Warszawa
Narodowe Centrum
Profilaktyki Zdrowotnej

www.ncpz.eu
UPP partnerem WUMed
Unia
Polskich Predsiębiorców

uniapolskichprzedsiebiorcow.pl
Szpital Praski
p.w. Przemienienia Pańskiego
Sp. z o.o.

Aleja Solidarności 67, Warszawa
Szpital Wolski
im. dr Anny Gostyńskiej
Samodzielny Publiczny Zakład Opieki Zdrowotnej

ul. Kasprzaka 17, Warszawa
Instytut
"Pomnik - Centrum Zdrowia Dziecka"
w Warszawie
Szpital Solec
Spółka z o.o.

ul. Solec 93, Warszawa
Mazowiecki
Szpital Wojewódzki
Drewnica Sp. z o.o.

Rychlińskiego 1, Ząbki
Szpital św. Anny
w Piasecznie
Adama Mickiewicza 39,
05-500 Piaseczno
Narodowy Instytut Geriatrii, Reumatologii i Rehabilitacji
im. prof. dr hab. med. Eleonory Reicher

ul. Spartańska 1, Warszawa
Szpital Dziecięcy
im. prof. dr. med. Jana Bogdanowicza
Samodzielny Publiczny Zakład Opieki Zdrowotnej

ul. Niekłańska 4/24, Warszawa
Szpital Czerniakowski
Sp. z o. o.

ul. Stępińska 19/25, Warszawa
Mazowiecki Szpital Bródnowski
ul. Kondratowicza 8, Warszawa
Samodzielny Publiczny
Szpital Kliniczny
im. prof. Adama Grucy
CMKP

ul. Konarskiego 13, Otwock
Szpital Kolejowy
im. dr med. Włodzimierza Roeflera
w Pruszkowie
Szpital Specjalistyczny
im. Świętej Rodziny

Madalińskiego 25, 02-544 Warszawa
Mazowieckie Centrum
Neuropsychiatrii Sp. z o.o.

Zagórze k/Warszawy
05-462 Wiązowna
Samodzielny Zespół Publicznych
Zakładów Lecznictwa Otwartego Warszawa Bemowo-Włochy

ul. Gen. M. C. Coopera 5, Warszawa
Samodzielny Zespół Publicznych Zakładów Lecznictwa Otwartego 
Warszawa-Mokotów

 ul. A.J.Madalińskiego 13, Warszawa
Samodzielny Zespół Publicznych Zakładów Opieki Zdrowotnej
im. Dzieci Warszawy
w Dziekanowie Leśnym
Szpital Matki Bożej
Nieustającej Pomocy
w Wołominie
ul. Gdyńska 1/3
05-200 Wołomin
Centrum Medyczne
GRUPA ZDROWIE

Nowodworskie
Centrum Medyczne

ul. Miodowa 2
Nowy Dwór Mazowiecki
Wojewódzka Stacja
Pogotowia Ratunkowego
i  Transportu Sanitarnego
"MEDITRANS"
SPZOZ w Warszawie

ul. Hoża 56,
00-685 Warszawa
Centrum Intensywnej Terapii Olinek
ul. Bobrowiecka 9, Warszawa
Stołeczne Centrum
Opiekuńczo-Lecznicze
Sp. z o.o.

ul. Mehoffera 72/74, Warszawa
RADIOMEDICA
Centrum Diagnostyki Obrazowej

ul.Bobrowiecka 9, Warszawa
NESTOR
Bezpieczny Dom Opieki

ul.Bobrowiecka 9, Warszawa
Warszawskie Zakłady
Sprzętu Ortopedycznego S.A.

al. Bohaterów Września 9, Warszawa
Podkarpackie centrum
Usług Dydaktycznych

ul. Rymanowska 15a
35-083 Rzeszów
www.fantomy-szkoleniowe.pl

Kontakt

Warszawska Uczelnia Medyczna
im. Tadeusza Koźluka

ul. Bobrowiecka 9, 00-728 Warszawa

INFORMACJE O UCZELNI / REKRUTACJA:  
T: 22 559 21 05
T: 22 559 21 06
T: 22 559 22 35
E: rekrutacja@wumed.edu.pl
Copyright © 2021 - WUMED