دوزبازی با DNA (+عکس)

موبنا – محققان از DNA به عنوان ماده اصلی تشکیل دهنده حیات یاد می‌کنند و با این وجود مطالعات اخیر نشان داده است که به کمک همین ماده بسیار کوچک می‌توانند کارهای هنری زیبا انجام دهند یا اطلاعات را برای دوره زمانی طولانی داخل DNA ذخیره کنند. هم اکنون یک گروه از محققان مرکز «کالتِک» از DNA استفاده کرده‌اند تا کوچک‌ترین بازی دوز را بسازند و این تکنیک قرار است در آینده برای طراحی نانوموادهای قابل تنظیم مورد استفاده قرار گیرد.

کوچک‌ترین بازی دوز دنیا مبتنی بر چند ویژگی کلیدی DNA ساخته شده است. به صورت اساسی DNA از چهار بخش مجزا تشکیل می‌شود که با نام‌های اختصاری A، T، C و G آن را می‌شناسند و رفتارهای این بخش از بدن موجود زنده نیز با همین چهار بخش قابل پیش‌بینی است. این چهار بخش همواره به صورت زوج با یکدیگر عمل می‌کنند و بنابراین A همواره با T و C همواره با G در ارتباط مستقیم است. این اتفاق در زمینه‌های مختلف کاربردهای فراوان دارد و به عنوان مثال مربع ATTAGCA می‌توان رفتار متفاوتی را نسبت به مربع TAATCGT نشان دهد. با این وجود اگر در ساختار DNA فقط دو زنجیره وجود داشته باشند که با این مربع‌ها سازگار شوند، دو بخش دیگر آنها به صورت باز باقی می‌ماند.

با این وجود محققان در بررسی‌های جدید خود نظم جدید را برای ساختار DNA در نظر گرفتند تا ساختار چهارگانه آن به گونه متفاوت در کنار یکدیگر قرار گیرد. بر این اساس دو رشته مستقیم با یکدیگر پیوند داده می‌شوند و در عوض طی یک فرآیند جابه‌جایی برای رشته‌ها، یک جفت بهتر و کارآمدتر ایجاد می‌شود. محققان در این روش از یک جفت ساختار DNA استفاده کردند که به خوبی با یکدیگر پیوند برقرار کرده‌اند و همچنین پذیرای دیگر رشته‌ها نیز هستند.

محققان مرکز «کالتِک» از پدیده مذکور به گونه‌ای استفاده کردند تا بتوانند بازی دوز را در قطع DNA درست کنند. آنها برای این کار ابتدا یک صفحه خالی را روی محلول آزمایشگاهی در اختیار گرفتند و سپس 9 مربع کوچک شبیه کاشی را به کمک DNA روی آن تشکیل دادند. هر کدام از این مربع‌ها ساختار DNA متفاوت را شامل می‌شد، بنابراین آنها موفق شدند بر اساس پیوندی که با یکدیگر برقرار می‌کنند یک مجموعه مربع 3 در 3 را با یکدیگر تشکیل دهند.

سپس هر یک از دانشمندان در یک طرف این بازی قرار گرفتند و علامت X یا O را روی مربع‌ها ایجاد کردند تا بتوانند با یکدیگر بازی کنند. بازی به این صورت دنبال شد که هر یک از مربع‌هایی که روی آن علامت زده شد، در قسمت لبه‌های خود پیوند قوی‌تری را با مربع کناری برقرار کرد. این اتفاق موجب شد پیوند کاشی‌هایی که خالی بودند ضعیف‌تر شود و بنابراین دانشمندان هر بار مجبور بودند با صرف زمان زیاد مربع‌های خالی را با مربع‌هایی که روی آنها علامت زده شده است مجددا پیوند دهند. این مسئله موجب شد انجام بازی 6 روز به طول انجامد و در نتیجه شخصی که با علامت X بازی را دنبال می‌کرد برنده شد.

از لحاظ فنی، بازی دوز به گونه‌ای طراحی شده است که در اصل 9 مربع کوچک در حالت 3 در 3 یک مربع بزرگ را تشکیل می‌دهند و سپس برای دو نفری که قصد دارند بازی را انجام دهند علامت‌های X و O در نظر گرفته می‌شود تا هر یک از آنها با این علامت‌ها بتوانند یکی از 9 کاشی خالی را پر کنند. دو بازیکن می‌بایست شرایط را به گونه‌ای پیش ببرند که فرد مقابل نتواند حروف خود را به صورت پشت‌ سر هم در یک خط صاف قرار دهد و هر کس که زودتر بتواند این خط صاف را تشکیل دهد برنده بازی خواهد بود.

دانشمندان می‌گویند که همچنان در حال کار کردن روی این بازی هستند که البته قرار نیست بازی به این کوچکی در آینده نزدیک برای فروش وارد بازار جهانی شود. در عوض محققان با ادامه مطالعات خود روی این بازی سعی دارند کاربردهای بیشتر و بهتر آن را مورد استفاده قرار دهند. در شرایط کنونی نانوماشین‌های مبتنی بر DNA به گونه‌ای ساخته شده‌اند که اگر مشکلی برای آنها به وجود آید می‌بایست آن را کنار گذاشت و از یک نانوماشین جدید استفاده کرد. ولی تکنیک جدید به گونه‌ای ساخته شده است که امکان اصلاح ساختار DNA و استفاده مجدد از آنها را فراهم می‌کند.